MX2010014415A - Hoja de registro con densidad de impresion mejorada. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una composición que, cuando se aplica a un sustrato celulósico, proporciona un medio de grabación que tiene mejorada densidad de impresión para tintas de impresión flexográficas cian, magenta y negro, así como a métodos para usar y producir la composición y medios. También, la presente invención se refiere a un método para lograr mejorada densidad de impresión con composiciones de tinta de impresión flexográfica a concentraciones reducidas.

Description

HOJA DE REGISTRO CON DENSIDAD DE IMPRESIÓN MEJORADA SOLICITUD DE PATENTE RELACIONADA La presente corresponde .a una solicitud no- provisional que reclama prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de los E.Ü.A. No. de Serie 61/133,235 presentada en junio 26, 2008.

CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se dirige a una ' composición que cuando se aplica a un substrato celulósico, proporciona un medio de registro que tiene mejorada densidad de impresión para tintas de impresión flexográficas cian, magenta y negro, así como métodos para utilizar y producir las composiciones y medios. También, la presente invención se refiere a un método para lograr mejorada densidad de impresión con composiciones de tinta de impresión flexográfica a reducidas concentraciones de tinta.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las variables de desempeño de substratos de papel, varían enormemente dependiendo de la ' vasta variedad de usos finales de estos substratos. Recientemente se han desarrollado los substratos de papel tienen la así denominada estructura de "Viga en I" y se reporta que tienen mejorada rigidez en volumen y/o alta estabilidad dimensional. Ver, por ejemplo la Publicación de la Solicitud de Patente de los ' E.U.A. 2004/0065423, publicada en abril 8, 2004, que describe una hoja con estructura de viga-I de una sola hoja, tres capas, con una capa central celulósica y capas superior e inferior que tienen revestimientos prensados con dimensionamiento basado en almidón. Ver también la Publicación de la Solicitud de Patente de los E.U.A. 2008/0035292, publicada en febrero 14, 2008, que describe substratos de papel que tienen elevada estabilidad dimensional con alto apresto o encolado de superficie y bajo apresto o encolado interno.

El cloruro de calcio actualmente se emplea en medios para registro o impresión con inyección de tinta para mejorar el tiempo de secado y la densidad de Impresión de inyección de tinta. Ver, por ejemplo, la Publicación de la Solicitud de Patente de los E.U.A. No. 2007/008 138, publicada en abril 19, 2007, que describe una hoja de registro con mejorado tiempo de secado de imagen que contiene sales de metales divalentes solubles en agua. Otras sales de metales se han empleado en medios para registro o impresión de inyección de tinta. La patente de los E.U.A. No. 4,381,185 describe papel base que contiene cationes de metales polivalentes. La patente de los E.U.A. No. 4,554,181 describe una hoja de registro o impresión de inyección de tinta que tiene una superficie de grabación o registro que incluye una sal de metal polivalente soluble en agua. La patente de los E.U.A. No. 6,162,328 describe apresto de papel para un substrato de impresión de inyección de tinta que incluye diversas sales metálicas catiónicas. La patente de los E.U.A. No. 6,207,258 describe una composición para tratamiento de superficie para un substrato de impresión de inyección de tinta que contiene una sal de metal divalente. La patente de los E.U.A. No. 6,880,928 describe un papel base para impresión de inyección de tinta que tiene un revestimiento que incluye una sal de metal polivalente.

De esta manera hay necesidad por una hoja de impresión o registro en donde la densidad de impresión de inyección de tinta mejorada y otros beneficios se mantienen, pero que evita los problemas del comportamiento y formulación asociados con el cloruro de calcio.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Los anteriores problemas y otros se resuelven por la presente invención. La presente invención se refiere a la impresión flexográfica en un substrato de papel que contiene cloruro de calcio que tiene 1) la capacidad para diluir flexo tintas y lograr densidades de impresión mejoradas o iguales y 2) la capacidad por mejorar densidades de impresión de flexo tintas sin diluir convencionales. De manera bastante sorprendente, los presentes inventores han encontrado que una hoja de registro o impresión, que comprende cuando menos una sal de metal divalente soluble en agua y una estructura de viga en I, exhibe un significativamente mejorado volumen de gama, densidad de impresión de inyección de tinta, y varias otras ventajas aquí mencionadas. Estas ventajas no pudieron haberse pronosticado. Sin desear estar limitados por teoria, se considera que la concentración de superficie efectiva de las sales de metal divalente solubles en agua se mejora con la estructura de viga en I; y la concentración de superficie efectiva mejorada en combinación con la estructura de viga en I permite una reducción en la cantidad total de aditivos en la hoja de registro e impresión sin sacrificar el desempeño. Todavía otras ventajas incluyen reducida transferencia de tinta inmediatamente después de impresión, mejorada densidad de negro en imagen, y mejorada precisión de bordes cuando se imprime con tintas basadas en pigmentos.

De acuerdo con esto, la presente invención se dirige ' a un método para producir un substrato de papel impreso que comprende formar una imagen sobre al menos una superficie de un papel substrato tratado utilizando un proceso de flexo-impresión . El papel substrato tratado comprende una composición que comprende fibras y ligno celulósicas y una sal de metal divalente soluble en agua. La imagen se forma con una tinta de flexo-impresión y la tinta de flexo-impresión es una tinta pigmentada. La tinta pigmentada tiene un tamaño de partículas que está en el intervalo desde aproximadamente 1 nm a aproximadamente 15000 mieras. La tinta pigmentada se diluye antes de formar la imagen. La dilución es al menos 1% a aproximadamente 20%, con base en la concentración estándar de tinta pigmentada de flexo-impresión convencional. El papel substrato tratado exhibe de aproximadamente 4% a aproximadamente 5.5% superior densidad de impresión óptica que un papel substrato no tratado. El papel substrato tratado impreso con anilox 4.0 en volumen, exhibe cuando menos una reducción del 5% en densidad óptica contra un substrato de papel sin tratar y el substrato de papel tratado exhibe substancialmente superior higroexpansión en la dirección CD, cuando se compara con el papel substrato sin tratar.

; La presente invención también se dirige a un método para producir un papel substrato impreso que comprende formar una imagen sobre al menos una superficie del papel substrato impreso, utilizando un proceso de flexo-impresión . El papel substrato comprende una composición de encolado o apresto que tiene fibras ligno celulósicas y una sal de metal divalente soluble en agua, para formar un papel substrato tratado en donde la composición de apresto contiene de 1 a 3% en peso de la sal de metal divalente, con base en el peso total de los sólidos en la composición.

La presente invención además se dirige a un método para mejorar la calidad de impresión de un substrato de papel flexo-impreso que comprende flexo-impresión de una imagen en un substrato de papel tratado. El substrato tratado comprende una composición que comprende fibras ligno celulósicas y una sal de metal divalente soluble en agua para formar la imagen que tiene una calidad de impresión mejorada. La calidad de impresión mejorada es al menos 5% a aproximadamente 10% mayor que una calidad de impresión de un substrato impreso sin la composición como se mide con tintas de flexo-impresión negra, cían o magenta, de acuerdo con el método 'TAPPI T-1213 sp 03. La densidad óptica para cada una de las tintas de flexo-impresión negra, cian o magenta es de al menos 0.5 a 1.5.

Una modalidad adicional de la presente invención convenientemente logra igual o mejor densidad de impresión y tiempo de secado a mucho menores niveles de sal de metal. Una modalidad de la presente invención logra menores cantidades de sal de metal, tales como cloruro de calcio; mejorado comportamiento en la máquina de papel; y conveniente interacción reducida con otros productos químicos de elaboración de papel. Otras ventajas de la presente invención son reducidas cantidades de; aditivos en la máquina de papel, que mejoran el comportamiento de la máquina de papel y reducen costos sin sacrificar el desempeño.

: En todavía otra modalidad, los presentes inventores han encontrado que la adición de pigmentos de superficie tales como carbonato de calcio molido (GCC = Ground Calcium Carbonate) , carbonato de calcio precipitado (PCC Precipitated Calcium Carbonate), y otros mejoran en forma sinergistica el volumen de gama y el tiempo de secado.

BREVE DISCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Diversas modalidades de la presente invención se describen en conjunto con los dibujos acompañantes, en donde: La Figura 1 ilustra un substrato de papel que tiene una trama de fibras de celulosa y una composición de apresto en donde la composición de apresto tiene mínima interpenetración de la trama de fibras de celulosa.

La Figura 2 ilustra un substrato de papel que tiene una trama de fibras de celulosa y una . composición de apresto, en donde la composición de apresto inter-penetra la trama de fibras de celulosa.

La Figura 3 ilustra un substrato de papel que tiene una trama de fibras de celulosa y una solución de apresto, en donde la composición de apresto es aproximadamente distribuida de manera uniforme a través de la trama de fibras de celulosa.

Las Figuras 4-7 son gráficas que ilustran densidades ópticas promedio superiores para papel tratado con Cloruro de Calcio que para papel no tratado con Cloruro de Calcio ^para las modalidades ejemplares. Las Figuras 8-13 son seis registros de impresión con tintas fluidas flexográficas para modalidades ejemplares.

Las Figuras 14-19 son seis registros de impresión con tintas flexográficas Inx para modalidades ejemplares.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Esta invención se dirige a una composición que, cuando se aplica a un substrato celulósico, proporciona un medio de registro que tiene mejorada densidad de impresión para tintas de impresión flexográficas cian, magenta y negro, asi como a métodos para utilizar y producir la composición y medios. También, la presente invención se refiere a un método para lograr mejorada densidad de impresión con composiciones de tinta de impresión flexográfica a reducidas concentraciones .

Esta invención también se refiere a una hoja de registro para utilizar en impresión que comprende un substrato formado de fibras ligno celulósicas y que tiene contacto con al menos una superficie, una sal de metal divalente soluble en agua. Los inventores han descubierto de manera sorprendente que el nivel de apresto o dimensionamiento del substrato, como se mide por HST del substrato, y la cantidad de las sales de metales divalentes en la superficie del substrato, impactan en el tiempo de secado de imagen de la hoja de registro. La hoja de registro de esta invención exhibe mejorado tiempo de secado de imagen como se determina por la cantidad de. tinta transferida desde una porción impresa a una no impresa de la hoja de registro después de aplicar un rodillo con peso fijo. La "transferencia de tinta", que se define como la cantidad de densidad óptica transferida después de aplicar un rodillo; se expresa como un porcentaje de la densidad óptica transferida a la porción no impresa de la hoja de registro después de aplicar un rodillo. El método involucra imprimir bloques de color sólido en papel, esperar una cantidad fija de tiempo, 5 segundos después de imprimir, y después doblar a la mitad, de manera tal que la porción impresa ' haga contacto con una porción no impresa de la hoja de registro, y aplicar un rodillo manual de 2.04 kg (4.5 Ib) tal como por ejemplo el ítem de rodillo número HR-100 de Chem Instruments, Inc., Mentor,- OH, USA. La densidad óptica en las porciones transferidas (ODT) , las no-transferidas (0D0) del bloque y un área sin imagen (ODB) por un densitómetro de reflectancia (X-Rite, Macbeth, etc.). El por ciento transferido ("IT ") se define como IT% = [ (ODT - ODBV(OD0 - ODB)]X 100.

El Valor de Prueba de Apresto Hércules ("HST" Hercules Sizing Test Valué) del substrato y la cantidad de sal divalente, se eligen de manera tal que la hoja de registro tenga un por ciento de tinta transferida ("IT %") igual a o menos que aproximadamente 60. De preferencia, el IT% es de 0% a aproximadamente 50%. Más preferible, el IT% es de 0% a aproximadamente 40%. Más preferible, el IT% es de 0% a aproximadamente 30%.

Además de mejorado tiempo ' de secado de imagen, algunas hojas de registro de esta invención de preferencia exhiben buena calidad de impresión. Como se emplea aquí, Calidad de Impresión (PQ = Print Quality) se mide por dos parámetros importantes: densidad de impresión y precisión de borde. La densidad de impresión se mide utilizando un densitómetro de reflectancia (X-Rite, Macbeth, etc.) en unidades de Densidad Óptica ("OD" = Optical Density) . El método involucra imprimir un bloque sólido de color en la hoja, y medir la densidad óptica. Hay cierta variación en OD, dependiendo de la impresora particular empleada y el modo de impresión selecto, asi como el modo de densitómetro y ajuste de color. La impresora empleada en esta patente es una HP Deskjet 6122, fabricada por Hewlett-Packard, que utiliza un cartucho de inyección de tinta negra #45 (número de producto HP 51645A) . El modo de impresión se determina por el tipo de papel y la calidad de impresión selecta. Para los datos en esta patente, el ajuste predefinido de tipo de Papel Simple y modo de impresión de calidad de impresión Normal Rápido se seleccionó. El densitómetro empleado fue un espectrodensitómetro X-Rite modelo 528 con una abertura de 6 mm. Los ajustes de medición de densidad fueron color Visual, estado ' T, y modo de densidad absoluta. Un aumento en la densidad de impresión se ve usualmente cuando cantidades ¦ suficientes de sales divalentes de metales solubles en agua están en la superficie de papel. En general, la densidad óptica objetivo para el pigmento negro ("0Do") es igual a o mayor que 1.30 en el modo de impresión estándar (papel simple, normal) para las impresoras de inyección de- tinta HP desktop que utilizan la tinta con pigmento negro más común (equivalente al cartucho de inyección de tinta #45) . De preferencia, el OD0 es igual a o mayor que aproximadamente 1.40. ' Más preferiblemente, el OD0 es igual a o mayor que aproximadamente 1.50. Más preferiblemente, el OD es igual a o mayor que aproximadamente 1.60.

Otro parámetro de hojas · de registro que es importante para la determinación de buena calidad de impresión es la Precisión de Borde ("EA" = Edge Acuity) . Algunas hojas de registro de esta invención exhiben buena precisión de borde. La precisión de borde es medida por un instrumento tal como el Sistema para Análisis de Imagen Personal QEA Personal Image Analysis System (Quality Engineering Associates, Burlington, MA) , el QEA ScannerlAS, o el sistema basado en cámara ImageXpert KDY . Todos estos instrumentos recolectan una imagen digital amplificada de la muestra y calculan un valor de precisión de borde por análisis de imagen. Este valor también tiene aspereza de borde, ' y se define en el método ISO 13660. El método involucra imprimir una línea sólida con longitud de 1.27 milímetros o más, muestreando a una resolución de al menos 600 dpi. El instrumento calcula la ubicación del borde con base en la oscuridad de cada pixel cerca de los bordes de la linea. El umbral de borde se define como el punto de 60% de transición a partir del factor de reflectancia de substrato (área clara, Rmax) al factor de reflectancia de imagen (área oscura, Rmax) utilizando la ecuación R6o = Rmax - 60% (Rmax -Rmin)-- La aspereza de borde se define entonces como la desviación estándar de los residuos de una linea ajustada al umbral del borde de la línea, calculado perpendicular a la línea ajustada. El valor de la precisión de borde de preferencia es menor que aproximadamente 15. De preferencia, la EA es menor que aproximadamente 12. Más preferible, la EA es menor que aproximadamente 10. Más preferible, la EA es menor que aproximadamente 8.

Un componente esencial de la hoja de registro de esta invención es un substrato que comprende fibras ligno celulósicas. El tipo de fibra no es crítico y cualquier fibra semejante conocida para utilizar en elaboración de papel, puede emplearse. Por ejemplo, el substrato puede elaborarse a partir de fibras de pulpa derivadas de árboles de madera dura, árboles de madera suave, o una combinación de árboles de madera dura y madera : suave preparados para utilizar en pasta papelera para la elaboración de papel por cualesquiera operaciones conocidas convenientes de digestión, refinado y blanqueo tal como por ejemplo los conocidos procesos de pulpado mecánico, termomecánico, químico y semiquímico, etc., y otros procesos de pulpado bien conocidos. El término "pulpas de madera dura" como se emplea aquí, se refiere a pulpa fibrosa derivada de la sustancia leñosa de árboles caducos (angiospermas) tales como abedul, roble, haya, maple, y eucalipto, mientras que "pulpas de madera suave" son pulpas fibrosas derivadas de la sustancia leñosa de árboles coniferos (gimnospermas ) tales como variedades de abeto, picea y pino, tal como por ejemplo pino taeda, pino del incienso, picea azul, abeto balsámico y abeto de Douglas. En ciertas modalidades, al menos una porción de las fibras de pulpa pueden proporcionarse de plantas herbáceas no leñosas incluyendo pero no limitadas a kenaf, cáñamo,- yute, lino, sisal, o abacá', aunque restricciones legales y otras consideraciones pueden tomar el empleo de cáñamo y otras fuentes de fibras, como impráctico o imposible. Ya sea fibras de pulpas blanqueadas o sin blanquear pueden utilizarse en el proceso de esta invención. Fibras : de pulpa recicladas también son adecuadas para uso. En una modalidad preferida, las fibras celulósicas en el papel incluyen de aproximadamente 30% a aproximadamente 100% en peso de fibras de madera suave de base seca y de aproximadamente 70% a aproximadamente 0% en peso de fibras de madera dura de base seca.

Además de las fibras ligno celulósicas, el substrato también puede incluir otros aditivos convencionales tales como por ejemplo, rellenos, auxiliares de retención, resinas para resistencia en húmedo y resinas para resistencia en seco que pueden incorporarse en substratos basados en fibras ligno celulósicas. Entre los rellenos que pueden emplearse están pigmentos orgánicos e inorgánicos tales como a manera de ejemplo, minerales tales como carbonato de calcio, sulfato de bario, dióxido de titanio, silicatos de calcio/ mica, caolín y talco, y partículas poliméricas tales como látex de poliestireno y polimetilmetacrilato . Otros aditivos convencionales incluyen, pero no están restringidos a alumbre, rellenos, pigmentos y colorantes.

El substrato de papel también puede incluir dentro de las fibras ligno celulósicas dispersas microesferas expandidas o sin expandir. Microesferas expandidas y expansibles son bien conocidas en la técnica. Por ejemplo, microesferas expandibles convenientes se describen en la solicitudes de patente co-pendiente No. de Serie 09/770,340 presentad en enero 26, 2001 y No. de Serie 10/121,301, presentada en abril 11, 2002; patentes de los E.U.A. Nos. USP 3,556,934, 5,514,429, 5,125,996, 3,533,908, 3,293,114, 4,483,889, y 4,133,688; y solicitud de patente de Reino Unido 2307487, los contenidos de las cuales se incorporan por referencia. Todas las microesferas- convencionales pueden emplearse en la práctica de esta invención. Microesferas convenientes incluyen partículas resinosas sintéticas que tienen un centro que contiene liquido generalmente esférico. Las partículas resinosas pueden elaborarse a partir de metil metacrilato, orto-cloroestireno, poliorto-cloroestireno , cloruro de polivinilbencilo, acrilonitrilo, cloruro de vinilideno, para-ter-butil estireno, vinil acetato, butil acrilato, estireno, ácido metacrílico, cloruro de vinilbencilo y combinaciones de dos o más de los anteriores. Partículas resinosas preferidas comprenden un polímero que contiene de aproximadamente 65 a aproximadamente 90 por ciento en peso de cloruro de vinilideno, de preferencia de aproximadamente 65 a aproximadamente 75 por ciento en peso de cloruro de vinilideno, y de aproximadamente 35 a aproximadamente 10 por ciento en peso de acrilonitrilo, de preferencia de aproximadamente 25 a : aproximadamente 35 por ciento de acrilonitrilo. Microesferas expansibles convenientes están disponibles de Akzo Nobel de Marietta, Georgia bajo la marca EXPANCEL. Microesferas expansibles y su uso en materiales de papel, se describen con más detalle en la solicitud de patente de los E.U.A. co-pendiente No. de Serie 09/770,340 presentada en enero 26, 2001 y la solicitud de patente co-pendiente de los E.U.A. No. de Serie 10/121,301, presentada en abril 11, 2002, los contenidos de las cuáles se incorporan aquí por referencia.

El Valor de Prueba de Apresto Hércules ( "HST" ) del substrato puede variar ampliamente y se elige para proporcionar las características de tiempo de secado deseadas. El valor HST se mide siguiendo las convenciones descritas en la Norma TAPPI número de Método T-530, utilizando tinta con ácido fórmico al 1% y punto extremo de reflectancia al 80%. Esta prueba comúnmente se emplea para papeles alcalinos que contienen relleno o carga de carbonato de calcio, como se anota en el Artículo TAPPI Journal por S. R. Boone, Feb, 1996, pág. 122. El HST del substrato puede ajustarse por adición de un agente de apresto al substrato. Se prefiere que el HST deseado se obtenga por apresto interno del substrato; esto es, que se agreguen agentes de apresto a la suspensión de pulpa antes de que se convierta en una trama o substrato de papel. Apresto interno ayuda a evitar que el aprestó superficial impregne la hoja, de esta manera permitiendo que permanezca en la superficie en donde tiene máxima efectividad. Los agentes de apresto internos para utilizar en la práctica de esta invención abarcan cualquiera de aquéllos comúnmente empleados en el extremo húmedo de una máquina de papel. Estos incluyen aprestos de resina de trementina, o colas de resina, dímeros y multímeros, ceteno y anhídridos alquenilsuccínicos . Los aprestos internos en general se emplean a niveles de concentración conocidos en al técnica como por ejemplo a niveles de aproximadamente 0% en peso a aproximadamente 1.0% en peso, con base en el peso de la hoja de papel seca. Más preferiblemente, el apresto interno se emplea a niveles de aproximadamente 0.01% a aproximadamente 0.5% en peso. Más preferible, el. apresto interno se emplea a niveles de aproximadamente 0.025% hasta aproximadamente 0.25% en peso. Métodos y materiales empleados para apresto interno con colofonia o resina de trementina se discuten por E. Strazdins en The Sizing of Paper, " Segunda Edición, editado por W. F. Reynolds, TAPPI Press, 1989, páginas 1-33. Se describen dímeros ceteno convenientes para apresto interno en la patente de los E.U.A. No. 4,279,794, que se incorpora por referencia en su totalidad, y en las patentes del Reino Unido Nos. 786,543; 903,416; 1,373,788 y 1,533,434, y en la Publicación de la Solicitud de Patente Europea No. 0666368 A3. Los dímeros ceteno están comercialmente disponibles como agentes de apresto Aquapel . RTM . y Precis.RTM. de Hercules Incorporated, Wilmington, Del. Multímeros ceteno para utilizar en aprestos internos se describen en la Publicación de la Solicitud de Patenté Europa No. 0629741 Al, correspondiente a la solicitud de patente de los E.U.A. No. de Serie 08/254,813, presentada en junio 6, 1994; la Publicación de Solicitud de Patente Europea No. 0666368A3, correspondiente a la solicitud de patente de los E.U.A. No. de Serie 08/192,570, presentada en febrero 7, 1994; y la solicitud de patente de los E.U.A. No. de Serie 08/601,113, presentada en febrero 16, 1996. Anhídridos alquenil succínicos para apresto interno se describen en la patente de los E.U.A. No. 4,040,900, que se incorpora aqui por referencia en su totalidad, y por CE. Farley y R. B. Wasser en The Sizing of Paper, Segunda Edición, editado por W. F. Reynolds, TAPPI Press, 1989, páginas 51-62. Una variedad de anhídridos alquenilsuccínicos están comercialmente disponibles de : Albemarle Corporation, Baton Rouge, LA.

Como es bien conocido por aquellos con destreza ordinaria en la técnica, el HST variará directamente con el peso básico del substrato y otros factores conocidos por aquellos con destreza ordinaria en la especialidad tal como por ejemplo la cantidad y tipo de agente de apresto interno asi como el tipo, cantidad y área superficial de relleno o carga, la tinta empleada y el punto extremo de reflectancia como se especifica en TAPPI con base .T 530. Con base en la información anterior, una persona con destreza ordinaria en la técnica puede utilizar técnicas y procedimientos convencionales para calcular, determinar y/o estimar un HST particular para el substrato empleado para proporcionar las deseadas características de tiempo de secado de imagen. En las modalidades preferidas de esta invención, el valor HST de preferencia es de aproximadamente 1 segundo a aproximadamente 400 segundos con tinta de ácido fórmico al 1% y 80% de reflectancia. El HST es más preferible de aproximadamente 3 segundos a aproximadamente 300 segundos y más preferible de aproximadamente 5 segundos a aproximadamente 200 segundos. En las modalidades de elección, el HST es de aproximadamente 20 segundos a aproximadamente 100 segundos.

La porosidad Gurley del substrato base se elige para proporcionar las características de tiempo de secado deseadas. La porosidad Gurley se mide por el procedimiento de TAPPI T460 om-88. En las modalidades preferidas de esta invención, el substrato tiene una porosidad de Gurley de preferencia de aproximadamente 5 seg/100 ml a aproximadamente 75 seg/100 ml. La porosidad Gurley es más preferible de aproximadamente 5 seg/100 ml a aproximadamente 70 seg/100 ml y más preferible de aproximadamente 5 seg/100 ml a aproximadamente 50 seg/ 100 ml . En las modalidades de selección, la porosidad Gurley es de aproximadamente 10 seg/ 100 ml a aproximadamente 35 seg/ 100 ml.

El diámetro de poros del substrato se elige para proporcionar las características de tiempo de secado deseadas. El diámetro de poros se mide por porosimetría de intrusión de mercurio. En las modalidades preferidas de esta invención, el substrato tiene un diámetro de poros de preferencia de aproximadamente 2.0 a aproximadamente 3.5. El diámetro de poros más preferible es de aproximadamente 2.2 a aproximadamente 3.3 y más preferible de aproximadamente 2.4 a aproximadamente 3.1. En las modalidades de selección, el diámetro de poros es de aproximadamente 2.6 a aproximadamente 3.0.

El substrato puede ser de cualquier peso base. De preferencia, el peso base de substrato es de aproximadamente 20 a aproximadamente 500 g/m2, aunque el peso base de substrato puede estar fuera de este intervalo, si se desea. El peso base más preferible es de aproximadamente 20 a aproximadamente 300 g/m2 y más preferible de aproximadamente 50 a aproximadamente 200 g/m2. En las modalidades de selección, el peso base es de aproximadamente 60 a aproximadamente 120 g/m2.

Substratos convenientes pueden adquirirse de fuentes comerciales tales como por ejemplo de International Paper Company preparados por técnicas convencionales. Métodos y aparatos para preparar un substrato formado de fibras ligno celulósicas son bien conocidos en la técnica de papel y cartón. Ver por ejemplo "Handbook For Pulp & Paper Technologies", 2da Edición, G. A.- Smook, Angus ilde Publications (1992) y las referencias ahi citadas. Cualquier método y aparato convencionales pueden emplearse. De preferencia, el proceso comprende: a) proporcionar una suspensión acuosa de fibras de ligno celulósicas; b) laminar y secar la suspensión de fibras ligno celulósicas acuosa para obtener trama de papel seco; c) secar la trama de papel para obtener trama de papel seco y d) calandrar la trama de papel seco. Además de estas etapas de proceso, etapas de proceso adicionales conocidas por aquellos con destreza ordinaria en la técnica pueden emplearse tal como por ejemplo una etapa de revestimiento para revestir una o más superficies de la trama con un revestimiento que comprende un aglutinante que contiene un pigmento dispersante.

El substrato contiene una "cantidad efectiva" de la sal de metal soluble en agua, divalente de preferencia en contacto con al menos una superficie del substrato. Como se emplea aqui, una "cantidad efectiva" es una cantidad que es suficiente para mejorar el tiempo de secado del substrato en cualquier proporción. Esta cantidad total de sal de metal soluble en agua, divalente en el substrato puede variar ampliamente, siempre que se logre el resultado deseado. Usualmente, esta cantidad es al menos 0.02 g/m , aunque pueden emplearse cantidades inferiores o superiores. La cantidad de sal de metal divalente soluble en agua, de preferencia es de aproximadamente 0.1 g/m a aproximadamente 3 g/m2 y más preferible de aproximadamente 0.2 g/m2 a aproximadamente 2.0 g/m2. En las modalidades de selección, la cantidad de sal de metal divalente soluble en agua de preferencia es de aproximadamente 0.4g/m2 a aproximadamente 1.5 g /m2.

Cualquier sal de metal divalente puede emplearse en la práctica de esta invención. Sales de metales divalentes solubles en agua incluyen pero no están limitadas a compuestos que contienen calcio o magnesio. Los contra iones pueden variar ampliamente e incluyen cloruro, sulfato, nitrato, hidróxido y semejantes. Ilustrativos de estos materiales son cloruro de calcio, cloruro de magnesio e hidróxido de calcio. Sales de metales divalentes solubles en agua preferidas para utilizar en la práctica de esta invención son sales de calcio solubles en agua, en especial cloruro de calcio.

Cuando la sal de metal divalente soluble en agua preferida, cloruro de calcio y el almidón Ethylex 2035 preferido se emplean, el tiempo de secado deseado de la hoja se obtiene cuando la proporción en peso del cloruro de calcio al almidón es igual a o mayor que aproximadamente 5% a aproximadamente 200%. En estas modalidades, la proporción en peso del cloruro de calcio al almidón, de preferencia es de aproximadamente 5% a aproximadamente 100%, más preferible de aproximadamente 7% a aproximadamente 70%, y más preferible de aproximadamente 10% a aproximadamente 40%.

En estas modalidades preferidas de la invención, la cantidad de la mezcla de sal de metal divalente soluble en agua y uno o más almidones en la superficie de substrato, pueden variar ampliamente y cualquier cantidad convencional puede emplearse. En general, la cantidad de la mezcla en el substrato es cuando menos aproximadamente 0.02 g/m2 de la hoja de registro, aunque pueden emplearse cantidades superiores e inferiores. La cantidad de preferencia es al menos aproximadamente 0.05 g/m2, más preferible al menos aproximadamente 1.0 g/m2 y más preferible de aproximadamente 1.0 g/m2 a aproximadamente 4.0 g/m2.

Además de la sal de metal divalente requerida, la mezcla empleada para tratar el substrato puede incluir otros ingredientes además del almidón empleado en las modalidades preferidas de la invención, incluyendo un pigmento típicamente aplicado a la superficie de una hoja de registro en cantidades convencionales. Estos ¦ componentes opcionales también incluyen dispersantes, agentes de apresto de superficie, abrillantadores ópticos, colorantes fluorescentes, surfactantes , agentes de deformación, conservadores, pigmentos, aglutinantes, agentes para control de pH, agentes para liberación de revestimiento y semejantes.

Otros componentes opcionales son compuestos que contiene nitrógeno. Especies orgánicas que contienen nitrógeno convenientes son compuestos, oligómeros y polímeros son aquellos que contienen uno o más grupos funcionales amonio cuaternario. Éstos grupos funcionales pueden variar ampliamente e incluyen aminas, iminas, amidas, uretanos, grupos de amonio cuaternario, diciandiamidas , guanidas y semejantes sustituidos y sin sustituir. Ilustrativos de éstos materiales son poliaminas, polietileniminas, copolímeros de cloruro de dialildimetil amonio (DADMAC) , copolímeros de vinil pirrolidona (VP) con dietilaminoetilmetacrilato cuaternizado (DEAMEMA) , poliamidas, látex de polímero catiónico, polivinil alcohol catiónico, polialquil aminas, copolímeros de diciandiamida, polímeros de adición de amina glicilo, dicloruros de poli [oxietilen (dimetiliminio) etileno (dimetiliminio) etileno] , polímeros de guanidina y biguanidas poliméricas. Éstos tipos de compuestos son bien conocidos y se describen por ejemplo en la Patente de los E.U.A. Número 4,554,181, Patente de los E.U.A. Número 6,485,139, Patente de los E.U.A. Número 6,686,054, Patente de los E.U.A. Número 6,761 ,977, y en la Patente de los E.U.A. Número 6,764,726.

Especies orgánicas que contienen nitrógeno preferidas para utilizar en la práctica de esta invención son polímeros catiónicos de peso molecular bajo a medio y oligómeros que tienen un peso molecular igual a o menor que 100,000, de preferencia igual a o menor que aproximadamente 50,000 · y más preferible de aproximadamente 10,000 a aproximadamente 50,000. Ilustrativos de éstos materiales son copolímeros de polialquilamina diciandiamida, dicloruros de poli [oxietilen (dimetiliminio etileno (dimetiliminioetileno] y poliaminas, que tienen pesos moleculares dentro del intervalo deseado. Especies orgánicas que contienen nitrógeno más preferidas para utilizar en la práctica de esta invención son polímeros catiónicos de bajo peso molecular tales como copolímero de polialquilamina diciandiamida, dicloruro de poli [oxietileno (dimetiliminio) etileno (dimetilirainio) etileno] , polímeros de guanidina y biguanidas poliméricas. Especies orgánicas que contienen nitrógeno más preferidas para utilizar en la práctica de esta invención son copolímeros de polialquilamina diciandiamida de bajo peso molecular, polímeros de guanidina y. biguanidas poliméricas tales como polihexametilenbiguanida .

La hoja de registro de esta invención puede prepararse utilizando técnicas convencionales conocidas. Por ejemplo, la una o más sales de metales divalentes solubles en agua dé preferencia en mezcla con uno o más almidones y uno o más componentes opcionales, pueden disolverse o dispersarse en un medio líquido apropiado, de preferencia agua y pueden aplicarse al substrato por cualquier técnica conveniente, tal como tratamiento con prensa de apresto, revestimiento de inmersión, revestimiento con rodillo inverso, revestimiento de extrusión o semejantes. Éstas, técnicas de revestimiento son bien conocidas en la especialidad y no se describirán con mayor detalle.

El substrato de papel de la presente invención puede tener cualquier blancura CIE, pero de preferencia tiene una blancura CIE mayor a 70, más preferiblemente mayor a 100, más preferiblemente mayor a 125 o incluso mayor a 150. La blancura CIE puede estar en el intervalo desde 125 a 200, de preferencia 130 a 200, más preferiblemente de 150 a 200. El intervalo de blancura CIE puede ser mayor que o igual a 70, 80, 90, 100, 1 10, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 65, 170, 175, 180, 185, 190, 195, y 200 puntos de blancura CIE, incluyendo cualquiera y todos los intervalos y sus sub-intervalos . Ejemplos de medición de blancura CIE y obtención de esta blancura en una fibra de papel y el papel elaborado con ella, pueden encontrarse por ejemplo en la Patente de los E.U.A. Número 6,893,473, que aqui se incorpora en su totalidad por referencia. Además, ejemplos para medir blancura CIE y obtener esta blancura en fibras de elaboración de papel y papel elaborado con ellas,, pueden encontrarse por ejemplo en la Solicitud de Patente de los E.U.A. Número de Serie 60/654,712 presentada en febrero 19, 2005, con titulo "Fixation of Optical Brightening Agents Onto Papermaking Fibers", y en las Solicitudes de Patentes de los E.U.A. Números de Serie 11/358,543 presentada en febrero 21 , 2006; 11/445809 presentada en junio 2, 2006; y 11/446421 presentada en junio 2, 2006, que también aqui se incorporan por referencia en su totalidad.

El substrato de papel de la presente invención puede tener cualquier blancura ISO, pero de preferencia mayor que 80, más preferiblemente mayor que 90, más preferiblemente mayor que 95 puntos de blancura ISO. La blancura ISO de preferencia puede ser de 80 a 100, más preferiblemente de 90 a 100, más preferiblemente de 95 a 100 puntos de blancura ISO. Este intervalo incluye mayor que o igual a 80, 85, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, y 100 puntos de blancura ISO incluyendo cualesquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos. Ejemplos de medición de blancura ISO y obtención de esta blancura en fibras, para elaboración de papel y el papel elaborado con ellas, pueden encontrarse por ejemplo en la Patente de los E.U.A. Número 6,893,473, que aquí se incorpora en su totalidad por referencia. Además, ejemplos para medir la blancura ISO y obtener :esta blancura en fibras de elaboración de papel y papel elaborado con ellas pueden encontrarse por ejemplo en la Solicitud de Patente de los E.U.A. : Número de Serie 60/654,712 presentada en febrero 19, 2005, con título "Fixation of Optical . Brightening Agents Onto Papermaking Fibers", y en la Solicitud de Patente de los E.U.A. · Número de Serie 11/358,543 presentada en febrero 21, 2006, que aquí también se incorpora en su totalidad por referencia.

El substrato de papel de la presente invención, de preferéncia tiene un desempeño de impresión mejorado y mejorado comportamiento (por ejemplo desempeño en la prensa de impresión) . El desempeño de impresión puede medirse al determinar mejoradas densidad de tinta, ganancia de puntos, superposición o reventado, contraste de impresión y/o tono de impresión, por nombrar unos cuantos. Colores tradicionalmente empleados en estas pruebas de desempeño incluyen negro, cian, magenta y amarillo, pero de ninguna manera se limitan a ellos. El desempeño de la impresión puede determinarse por determinaciones de contaminación de impresión a través de inspección visual de sistemas de ' impresión, mantillas, placas, . sistemas de tinta, etc. La contaminación usualmente consiste de contaminación de fibras, revestimiento de apresto o revestimiento, contaminación de relleno o aglutinante, apilamiento, etc. El substrato de papel de la presente invención tiene un desempeño y/o comportamiento de impresión mejorados como se determinan por cada uno o cualquiera de o combinación de los atributos anteriores.

El substrato de papel puede tener cualquier resistencia de superficie. Ejemplos de pruebas físicas de la resistencia de la superficie de un: substrato que también parecen correlacionarse bien con el · desempeño de impresión del substrato son las pruebas de repelado IGT y las pruebas de repelado de cera. Además, ambas pruebas se conocen en la técnica que se correlacionan bien con fuerte resistencia de superficie de substratos de papel. Mientras que cualquiera de estas pruebas puede utilizarse, se prefieren las pruebas de repelado IGT. La prueba de repelado IGT es una prueba estándar en la que el desempeño se mide por el Método de Prueba Tappi 575, que corresponde a la prueba estándar ISO 3873.

El substrato de papel puede tener cuando menos una superficie con una resistencia de superficie, como se mide por la prueba de repelado IGT que es cuando menos aproximadamente 1, de preferencia el menos aproximadamente 1.2, más preferiblemente al menos aproximadamente 1.4, más preferiblemente al menos aproximadamente 1.8. m/s. El substrato tiene una resistencia de superficie como se mide por la prueba de repelado IGT que es cuando menos aproximadamente 2.5, 2.4, 2.3, 2.2, 2.1, 2.0, 1.9, 1.8, 1.7, 1.6, 1.5, 1.4, 1.3, 1.2, 1.1, y 1.0 m/s, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos .

Otra prueba relacionada conocida es aquella que mide la deslaminación o desprendimiento IGT VPP y se conoce comúnmente en la técnica (medida en N/m) . La deslaminación IGT VPP del substrato de papel de la presente invención puede ser cualquiera, pero de preferencia mayor que 150 N/m, más preferiblemente mayor que 190 N/m, más preferiblemente mayor que 21-0 N/m. Si el substrato es un substrato de papel reciclado, entonces la deslaminación IGT VPP de preferencia es de 150 a 175 N/m, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos. ° El substrato de papel de acuerdo con la presente invención puede elaborarse en la máquina de papel que ya tiene un peso base alto o bajo, incluyendo pesos base de al menos 4.54 kg/278.7 m2 (10 lbs/3000 pies cuadrados), de preferencia de al menos 9.08 a 227 kg /278.7 m2 (20 a 500 lbs/3000 pies cuadrados, más preferible de al menos 18.16 a 147.55 kg/278.7 m2 (40 a 325 lbs/3000 pies cuadrados). El peso base puede ser al menos 4.54, 9.08, 13.62, 18.16, 22.70, 27.24, 31.78, 36.32, 40.86, 45.40, 56.75, 68.10, 79.45, 90.80, 102.15, 113.50, 124.85, 136.20, 147.55, 158.90, 170.25, 181.60, 192.95, 204.30, 215.65, 227.00 kg/278.7 m2 (10, 20, 30, .40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, y 500 lbs/3000 pies cuadrados), incluyendo ' cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos .

El substrato de papel de acuerdo con la presente invención puede tener cualquier densidad aparente. La densidad aparente puede ser de 0.45 a 9.08 kg/278.7 m2 (1 a 20 lb/3000 pies cuadrados), de preferencia 1.82 a 6.36 kg/278.7 m2 (4 a 14 lb/3000 pies cuadrados), más preferiblemente 2.27 a 4.54 kg/278.7 m2 (5 a 10 lb/3000 pies cuadrados) por 0.003 cm (0.001 in) de espesor. La densidad puede ser al menos 0.45, 0.91, 1.36, .1.82, 2.27, 2.72, 3.18, 3.63, 4.09, 4.54, 4.99, 5.45, 5.90, 6.36, 6.81, 7.26, 7.72, 8.17, 8.63, 9.08 kg/278.7 m2 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, y 20 lb/3000 pies cuadrados) por 0.003 cm (0.001 in) de espesor, incluyendo cualquiera y todos los intervalos y sub-intervalos de ahi.

El substrato de papel de acuerdo con la presente invención puede tener cualquier calibre. El calibre puede ser de .051 a .89 mm (2 a 35 mil), de preferencia .127 a .762 mm (5 a 30 mil), más preferible de .254 a .711 mm (10 a 28 mil), más preferible de .305 a .61 mm (12 a 24 mil). El calibre puede ser al menos 0.025, 0.051, 0.076, 0.102, 0.127, 0.152, 0.178, 0.203, 0.229, 0.254, 0.279, 0.305, 0.330, 0.356, 0.381, 0.406, 0.432, 0.457, 0.483,' 0.508, 0.533, 0.559, 0.584, 0.610, 0.635, 0.660, 0.686, 0.711, 0.737, 0.762, 0.787, 0.813, 0.838, 0.864, 0.889 mm (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, y 35 mils) , incluyendo cualquiera y todos los intervalos y sub-intervalos de ahí .

El substrato de papel opcionalmente puede tener una estructura de viga en I o desempeñarse como si estuviera contenido en una estructura de viga en I. Sin embargo, se prefiere una estructura de viga en I..Esta estructura de viga en I se produce como resultado de la colocación selectiva y localidad fuertemente controlada del agente de apresto dentro y/o en el substrato de papel. "Viga en I" y las características de desempeño pueden describirse con referencias tales como su efecto descrito en la solicitud publicada que tiene Número de Serie de los E.U.A. 10/662,699 y que ;tiene un número de publicación 20040065423, que se publicará en abril 8, 2004, que también aquí se incorpora en su totalidad por referencia. Sin embargo, no se conoce como controlar la estructura de viga en I y/o las características de desempeño de viga en I de un substrato elaborado bajo máquina de papel y/o condiciones de máquina piloto. Una modalidad de la presente invención también puede incluir el logro de estructuras de viga en I y/o características de desempeño mejoradas al controlar estrechamente la ubicación del agente de apresto a través de la sección transversal del propio - substrato . También dentro de las fronteras actuales de la ' presente invención está la oportunidad por crear estructuras de viga en I mejoradas y/o características de desempeño de vigas en I del substrato mientras que se incrementa la carga del agente de apresto en y/o sobre el substrato, especialmente controlar la carga del agente de apresto en su interior y/o encima.

El substrato de papel de la presente invención también puede incluir sustancias opcionales incluyendo auxiliares de retención, aglutinantes, rellenos, espesantes y conservadores. Ejemplos de rellenos incluyen pero no están limitados a: arcilla, carbonato de calcio, sulfato de calcio hemihidrato y sulfato de calcio dihidrato. Un relleno preferido es carbonato de calcio con la forma preferida que es carbonato de calcio precipitado. Ejemplos de aglutinantes incluyen pero no están limitados a polivinil alcohol, Amres (un tipo Kymene) , Bayer Parez, emulsión de policloruro, almidón modificado tal como hidroxietil almidón, almidón, poliacrilamida, poliacrilamida modificada, poliol, aducto de poliol carbonilo, condensado de etandial/poliol , poliamida, epiclorohidrina, glioxal, glioxal urea, etandial, poliisocianato alifático, isocianato, 1,6 hexametilen diisocianato, diisocianato, poliisocianato, poliéster, resina poliéster, poliacrilat-o, resina poliacrilato, acrilato y metacrilato. Otras sustancias opcionales incluyen pero no están limitadas a sílices tales como coloides y/o soles. Ejemplos de sílices incluyen pero no están limitados a silicato de sodio y/o borosilicatos . Otro ejemplo de sustancias opcionales son solventes incluyendo pero no limitados al agua.

El substrato de papel de la presente invención puede ^contener auxiliares de retención seleccionados del grupo que consiste de agentes de coagulación, agentes de floculación y agentes de atrapamiento dispersos dentro del volumen y aditivos de mejora de porosidad como fibras, fibras celulósicas. Ejemplos de auxiliares de retención también pueden' encontrarse en la Patente de los E.U.A. Número 6,379,497, que se incorpora aquí por referencia en su totalidad.

El substrato de papel puede elaborarse por contacto del agente de apresto con. las fibras de celulosa. Aún más, el contacto puede ocurrir a niveles de concentración aceptables que proporcionan el substrato de papel de la presente invención para contener cualquiera de las cantidades anteriormente mencionadas de celulosa y agente de apresto.

El substrato de papel de la presente solicitud puede elaborarse por contacto del substrato con solución de apresto de superficie y/o interna que contiene cuando menos un agente de apresto. El contacto puede ocurrir en cualquier tiempo en el proceso de elaboración de papel incluyendo pero no limitado al extremo húmedo, caja de cabeza, prensa de encolado o apresto, caja de agua, y/o máquina de recubrimiento. Puntos de adición extra incluyen tina de máquina, prensa estopas y succión de la bomba ventilador. Las fibras de celulosa, agente de apresto y/o componentes opcionales pueden contactarse en serie en forma consecutiva y/o simultánea en cualquier combinación entre sí.

El substrato de papel puede pasarse a través una prensa de apresto, en donde es aceptable cualquier medio de apresto comúnmente conocido en la técnica de elaboración de papel. La prensa de apresto, por ejemplo, puede ser una prensa de apresto de modo poza (por ejemplo inclinada, vertical, horizontal) o prensa de apresto dosificada (por ejemplo dosificada con aspa o paleta, dosificada con varilla) . En la prensa de apresto, agentes de apresto tales como aglutinantes pueden contactarse con el substrato. Opcionalmente, estos mismos agentes de apresto pueden agregarse en el extremo húmedo del proceso de elaboración de papel, según se requiera. Después de aprestar, el substrato de papel puede o no secarse de nuevo de acuerdo con los medios ejemplificados anteriormente mencionados y otros comúnmente conocidos medios de secado en la técnica de elaboración de papel. El substrato de papel puede secarse para contener cualquier cantidad seleccionada de agua. De preferencia, el substrato se seca para contener menos que o igual a 10% de agua.

De preferencia, el substrato de papel se elabora al tener cuando menos un agente de apresto en contacto con las fibras en una prensa de apresto. Por lo tanto, el agente de aprestó es parte de una solución de apresto. La solución de apresto de preferencia contiene cuando menos un agente de apresto a un % de sólidos que es al menos 8% en peso, de preferencia al menos o igual a 10% en peso, más preferible mayor que o igual a 12% en peso, más :preferible, mayor que o igual a 13% en peso de sólidos de agente de apresto. Además, la solución de apresto contiene de 8 a 35% en peso sólidos de agente de apresto, de preferencia de 10 a 25% en peso sólidos de agente de apresto, más preferible de 12 a 18% en peso sólidos de agente de apresto, de preferencia de 13 a 17% en peso sólidos de agente de apresto. Este intervalo incluye cuando :menos 8, 10, 12, 13, 14% en peso de sólidos de agente de apresto y cuando más 15, 16, 17, 18, 20, 22, 25, 30 y 35% en peso de sólidos de agente de apresto, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos .

La carga de agente de apresto aplicada al papel, que es aproximadamente igual a, o exactamente igual a la cantidad de apresto externo y en algunos casos, el apresto total, aplicado a las fibras puede ser cualquier carga. De preferencia, la carga del agente de apresto es cuando menos. 0.25 gsm, de preferencia de 0.25 a 10 gsm, más preferible de 3.5 a 10 gsm, más preferible de 4. '· a 10 gsm. La carga de agente de apresto de preferencia puede ser al menos 0.25, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4,' 4.5, 4.6, 4.7, 4,8, 4.9, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5 y puede ser de preferencia cuando más 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5 y 10.0 gsm, incluyendo cualquier y todos sus intervalos y sub-intervalos.

El substrato de papel puede tener cualquier proporción de carga de Unión Interna/agente de apresto. En un aspecto de presente invención, el substrato contiene altas cantidades de agente de apresto y/o carga de agente de apresto, mientras que al mismo tiempo tiene baja Unión Interna. De acuerdo con esto, es preferible de ser posible que la 'proporción de carga de Unión Interna/agente de apresto se aproxime a 0. Otra manera de expresar el fenómeno deseado en el substrato de la presente invención, es proporcionar un substrato de papel que tiene una Unión Interna que ya sea disminuye o permanece constante o se incrementa en forma mínima al incrementar el contenido de apresto y/o la carga de apresto. Otra forma de discutir este fenómeno es decir que el cambio en Unión Interna del substrato de papel es 0, negativo o un pequeño número positivo conforme se incrementa la carga de agente de apresto. Es conveniente hacer que este substrato de papel de la presente invención presente este fenómeno en diversos grados de % en peso de sólidos de agente de apresto que se' aplican a las fibras mediante una prensa de apresto como se discutió anteriormente. En una modalidad adicional, es conveniente que el substrato de papel posea cualquiera uno de y/o todos los fenómenos anteriormente mencionados y también tenga una fuerte resistencia, de superficie como se mide por las pruebas de repelado IGT y/o de repelado con cera discutidas anteriormente.

El substrato de papel de¦ la presente invención puede tener cualquier proporción de carga de Unión Interna/agente de apresto. La proporción de carga de Unión Interna/agente de apresto puede ser menos que 100, de preferencia menos que 80, más preferible menos que 60, más preferible menos que 40 J/m2/gsm. La proporción de carga de Unión interna/agente de apresto puede- ser menos que 100, 95, 90, 85, 80, 75, 74, 73, 72, 71, 70, 69, 68, 67, 66, 65, 64, 63, 62, 61, 60, 59, 58, 57, 56, 55, 54, 53, 52, 51, 50, 49, 48, 47, 46, 45, 44, 43, 42, 41 , 40, 38, 35, 32, 30, 28, 25, 22, 20, 18, 15, 12, 10, 7, 5, 4, 3, 2 y 1 J/m2/gsm, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos .

Cuando las fibras se ponen en contacto con el agente de apresto en la prensa de apresto, se prefiere que la viscosidad de la solución de apresto sea de 100 a 500 centipoises utilizando un viscómetro Brookfield, husillo número 2, a 100 rpm y 65.6 grados C (150 grados F) . De preferencia, la viscosidad es de 125 a 450, más preferible de 150 a 300 centipoises como se mide por la norma indicada anteriormente. Este intervalo incluye 100, 125, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290', 300, 325, 350, 375, 400, 425 y 450 centipoises como se mide utilizando un viscómetro Brookfield, husillo número 2, a 100 rpm y 65.6 grados C (150 grados F) , incluyendo cualquier y todos sus intervalos y sub-intervalos .

Cuando la solución de apresto que contiene el agente ' de apresto se pone en contacto con las fibras en al prensa de apresto para elaborar el substrato de papel de la presente invención, la presión de punto de sujeción efectiva puede ser cualquier presión de punto de sujeción, pero de preferencia es desde 14.30 a 53.62 kg/cm (80 a 300 pli) , más preferible desde 16.09 a 49.15 kg/cm (90 a 275 pli), más preferible desde 17.87 a 44.69 kg/cm (100 a 250 pli). La presión de punto de sujeción puede ser al menos 16.09, 17.87, 19.66, 21.45, 23.24, 25.02, 26.81, 28.60, 30.39, 32.17, 33.96, 35.75, 37.54, 39.32, 41.11, 42.90, 44.69, 46.47, 48.26, 50.05, 51.83, 53.62 kg/cm (80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290 y 300 pli) , incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos .

Además, los rodillos de la prensa de apresto pueden tener una dureza P&J, de preferencia cualquier dureza P&J. Ya que hay dos rodillos, un primer rodillo puede tener una primera dureza, mientras que un segundo rodillo puede tener una segunda dureza. La primer dureza y la segunda dureza pueden · ser iguales y/o diferentes entre si. Como un ejemplo, la P&J de un primer rodillo en la prensa de apresto puede tener una primer dureza que es dureza 35 P&J, mientras que el segundo rodillo tiene una segunda dureza que es dureza 35 P&J. En forma alterna y solo para- ejemplificar, la P&J de un primer rodillo en la prensa de apresto puede tener una primer dureza que es dureza 35 P&J, mientras que el segundo rodillo tiene una segunda dureza que es dureza 45 P&J. aún cuando los rodillos pueden tener cualquier P&J, se prefiere que los rodillos sean más suaves que más duros en la prensa de apresto .

El substrato y/o material de papel de la presente invención también puede contener cuando menos una capa de revestimiento, incluyendo dos capas de revestimientos y una pluralidad de las mismas. La capa de revestimiento puede aplicarse a cuando menos una superficie del substrato y/o material de papel, incluyendo dos superficies. Además, la capa de revestimiento puede penetrar al material de papel y/o substrato. La capa de revestimiento puede contener un aglutinante. Además la capa de revestimiento también puede contener opcionalmente un pigmento. Otros ingredientes opcionales de la capa de revestimiento son surfactantes , auxiliares de dispersión y otros aditivos convencionales para composiciones de impresión.

' El substrato y la capa de revestimiento se ponen en contacto entre si por cualquier medio de aplicación de capa de revestimiento convencional, incluyendo medios de impregnación. Un método preferido para aplicar la capa de revestimiento es con un proceso de revestimiento en-linea con una o más estaciones. Las estaciones de revestimiento pueden ser cualquiera de medios de revestimiento comúnmente conocidos en la técnica de elaboración de papel incluyendo, por ejemplo cepillo, varilla, cuchilla de aire, roció, cortina, aspa, rodillo de transferencia, rodillo inverso, y/o medios . de revestimiento por vaciado, asi como cualquier combinación de los mismos.

El substrato revestido puede secarse en una sección de secado. Cualesquiera medios de secado comúnmente conocidos en la técnica de elaboración de papel y/o revestimientos, pueden emplearse. La sección de secado puede incluir y contener secadores de IR, de impacto de aire y/o plantas de secado calentadas con vapor, u otros medios y mecanismos de secado conocidos en la técnica de revestimientos.

El substrato revestido puede ser acabado de acuerdo con cualesquiera medios de acabado comúnmente conocidos en la técnica de elaboración de papel. Ejemplos de estos medios de acabado, incluyen una o más estaciones de acabado, incluyendo calandrado de brillo, calandro de punto de sujeción suave y/o calandrado de punto de sujeción extendido.

- Estos métodos anteriormente mencionados para producir la composición, partículas y/o substrato de papel de la presente invención pueden agregarse a cualquiera procesos de elaboración de papel convencionales, así como procesos de conversión, incluyendo abrasión, lijado, ranurado, muescado, perforación, chisporroteo, calandrado, acabado de hojas, conversión, revestimiento, laminación, impresión, etc. Procesos convencionales preferidos incluyen aquellos ajustados a la medida para producir substratos de papel capaces de utilizarse como productos de papel revestidos y/o sin revestir, material y/o substratos de papel. Libros de texto tales como aquellos descritos en "Handbook for pulp and paper technologists" por G. A. Smook (1992), Angus Wilde Publicátions, que aquí se incorpora en su totalidad por referencia. Por ejemplo, la fibra puede prepararse para utilizar en una pasta para elaboración de papel por cualquier operación conveniente de digestión, refinado y blanqueo tal como por ejemplo procesos conocidos mecánicos, termo mecánicos, químicos y semi químicos, etc., de pulpado y otros de pulpado bien conocidos. En ciertas modalidades, al menos una porción de las fibras de pulpa puede proporcionarse de plantas herbáceas no leñosas incluyendo pero no limitadas a kenaf, cáñamo, yute, lino, sisal o abacá, aunque restricciones legales y otras consideraciones pueden hacer que sea impráctico o imposible el empleo del cáñamo y otras fuentes de fibras. Ya sea fibras de . pulpa blanqueada o sin blanquear fibras pueden emplearse en el proceso de esta invención.

El substrato también puede incluir otros aditivos convencionales tales como por ejemplo, almidón, rellenos o cargas minerales y poliméricos, auxiliares de retención y polímeros de refuerzo. Entre los rellenos que pueden emplearse están pigmentos orgánicos é inorgánicos tales como por ejemplo, minerales tales como carbonato de calcio, caolín y talco y micro esferas expandidas y expandibles. Otros aditivos convencionales incluyen, pero no están restringidos a resinas de resistencia en húmedo, aprestos internos, las resinas de resistencia en seco, alumbre, rellenos o cargas, pigmentos y colorantes. El substrato puede incluir agentes espesantes tales como micro esferas expansibles, fibras de pulpa y/o sales diamida.

Ejemplos de micro esferas expansibles que tienen capacidad espesante son aquellos descritos en la Solicitud de Patente de los E.U.A. Número de Serie 60/660,703 presentada en marzo 11, 2005, con titulo "COMPOSITIONS CONTAINING EXPA DABLE MICROSPHERES AND AN IONIC COMPOUND, AS WELL AS METHODS OF MAKING AND USING THE SAME", y la Solicitud de Patente de .los E.U.A. Número de Serie 11/374,239 presentada en marzo 13, 2006, que también aquí se incorpora en su totalidad por referencia. Adicionales ejemplos incluyen aquellos encontrados en la Patente de los E.U.A. Número 6,379, 497 presentada en mayo 19, 1999 y la Solicitud de Patente de los E.U.A. que tiene Número de Publicación 20060102307 presentada en junio 1, 2004, que aquí también se incorpora en su totalidad por referencia. Cuando estos agentes espesantes se agregan, de 0.11 a 9.08 kg (.25 a 20 Ib) de preferencia de 1.36 a 6.81 kg (3 a 15 Ib) de agente espesante se agregan (por ejemplo micro esferas expandibles y/o la composición y/o partículas discutidas a continuación) por tonelada de fibras de celulosa.

Ejemplos de fibras espesantes incluyen, por ejemplo, fibras mecánicas tales como pulpa de madera molida (BCTMP) , y otras pulpas mecánicas y/o semi-mecánicas . Un ejemplo representativo más específico se proporciona a continuación. Cuando se agregan estas pulpas, de 0.25 a 75% en peso, de preferencia menos que 60% en peso del peso total de las fibras empleadas puede ser de estas fibras espesantes.

Ejemplos de sales diamida incluyen aquellas descritas en la Solicitud de Patente de los E.U.A. que tiene Número de Publicación 20040065423 presentada en septiembre 15, 2003, que también aqui se incorpora en su totalidad por referencia. Estas sales incluyen mono- y diestearamidas de animoetiletalonalamina, que se conocen comercialmente como Reactopaque 100, (Omnova Solutions Inc., Performance Chemicals, 1476 J. A. Cochran By-Pass, Chester, S. C. 29706, USA y comercializadas y vendidas por Ondeo Nalco Co., con oficinas principales en Ondeo Nalco Center, Naperville, 111. 60563, USA) o sus equivalentes químicos. Cuando se emplean estas sales, aproximadamente 0.025 a aproximadamente 0.25% en peso por base de peso seco de la sal diamida, pueden emplearse.

En una modalidad de la presente invención, el substrato puede incluir agentes espesantes tales como aquellos descritos en la Solicitud de Patente de los E.U.A. Número -de Serie 60/660,703 presentada en marzo 11, 2005, con título · "COMPOSITIONS CONTAINING EXPA DABLE ICROSPHERES AND AN IONIC CO POUND, AS WELL AS METHODS OF MAKING AND USING THE SAME", que también aquí se incorpora en su totalidad por referencia. Esta modalidad se explica en detalle a continuación .

El substrato de papel de la presente invención puede contener de 0.001 a 10 por ciento en peso, de preferencia de 0.02 a 5 por ciento en peso, más preferible de 0.025 a 2 por ciento en peso, más preferible de 0.125 a 0.5 por ciento en peso de la composición y/o partícula de la presente invención, con base en el peso total del substrato. El intervalo incluye 0.001, 0.005, 0.01, 0.05, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, y 5.0 por ciento en peso incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos .

El substrato de papel de acuerdo con la presente invención puede contener un medio/agente espesante desde 0.11 a 22.7 kg secos (0.25 a 50 Ib secas), de preferencia de 2.27 a 9.08 kg secos (5 a 20 Ib secas), por tonelada de producto terminado cuando estos medios espesantes son un aditivo. Este intervalo incluye 0.11, 0.23, 0.34, 0.45, 0.91, 1.14, 1.36, I.59, 1.82, 2.04, 2.27, 2.50, 2.72, 2.95, 3.18, 3.41, 3.63, 3.86, 4.09, 4.31, 4.54, 4.99, 5.45, 5.90, 6.36, 6.81, 9.08, II.35, 13.62, 15.89, 18.16, 20.43, 22.70 kg secos (0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, y 50 Ib secas) por tonelada de producto terminado, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub- intervalos .

Cuando el substrato de papel contiene un agente espesante, el agente espesante de preferencia es una microesfera, composición y/o partícula expansible para espesar artículos y substratos de papel. Sin embargo, en esta modalidad específica, puede emplearse cualquier medio espesante, mientras que la microesfera expansible, composición, partícula y/o substrato de papel que sigue es el medio espesante preferido. Ejemplos de otros medios espesantes alternos pueden ser, pero no están limitados a surfactantes, Reactopaque, esferas ' pre-expandidas, pulpa quimio-termomecánica blanqueada (BCTMP = Bleached Chemi-Thermomechanical Pulp) , microacabado y construcción de múltiples capas para crear un efecto de viga en I en un substrato de papel o cartón. De estos medios espesantes pueden, cuando se incorporan o aplican a un substrato de papel, : proporcionar adecuada calidad- de impresión, calibre, peso base, etc., en la ausencia de condiciones de calandrado agresivas (es decir, presión en un solo punto de sujeción y/o menos puntos de sujeción por medios de calandrado), sin embargo produce un substrato de papel que tiene una sola, una porción de, o combinación de las especificaciones físicas y características de desempeño aquí mencionadas.

Cuando el substrato de papel de la presente invención contiene un agente espesante, el agente espesante preferido es como sigue: El substrato de papel de la presente invención puede contener de 0.001 a 10% en peso, de preferencia de 0.02 a 5% en peso, más preferible de 0.025 a 2% en peso, más preferible de 0.125 a 0.5% en peso de microesferas expansibles, con base en el peso total del substrato.

Las microesferas expansibles pueden contener una cubierta expansible que forma un hueco en su interior. La cubierta expansible puede comprender un compuesto que contiene carbono y/o heteroátomo. Un ejemplo de compuesto que contiene carbono y/o heteroátomo puede ser un polímero y/o copolímero orgánico. El polímero y/o copolímero puede estar ramificado y/o entrelazado.

Microesferas expansibles de . preferencia son esferas huecas poliméricas termoplásticos expansibles con calor que contiene un agente de expansión térmicamente activable. Ejemplos de composiciones de microesferas expansibles, sus contenidos, métodos de fabricación y usos, pueden encontrarse en las- patentes de los E.U.A. Nos: 3,615,972; 3, 864,181; 4,006,273; 4,044,176; y 6,617,364 que aquí se incorporan en su totalidad por referencia. Mayor referencia puede hacerse a las Solicitudes de Patentes de los E.U.A. publicadas: 20010044477; 20030008931; 20030008932; y 20040157057, que aquí se incorporan en su totalidad por referencia. Pueden prepararse microesferas a partir de cloruro de polivinilideno, poliacrilonitrilo, poli-alquil metacrilatos, poliestireno o cloruro de vinilo.

Microesferas pueden contener un polímero y/o copolimero que tiene una Tg en el intervalo de -150 grados C a +180 grados C, de preferencia de 50 grados C a 150 grados C, más preferiblemente de 75 a 125 grados C.

Las microesferas también pueden contener cuando menos un agente de soplado, que ante aplicación de una cantidad de energía térmica, funciona para proporcionar presión interna en la pared interior de la microesfera, de manera tal que esta presión provoca que la esfera se expanda. Agentes de soplado pueden ser líquidos y/o gases. Además, ejemplos de agentes de soplado pueden seleccionarse para moléculas de bajo punto de ebullición y sus composiciones. Estos agentes de soplado pueden seleccionarse de alcanos inferiores tales como neopentano, neohexano, hexano, propano, butano, pentano y sus mezclas e isómeros. Isobutano es el agente de soplado preferido para microesferas de cloruro de polivinilideno . Microesferas expandidas y sin expansión revestidas convenientes se describen en las patentes de los E.U.A. Nos. 4,722,943 y 4,829,094, que aquí se incorporan en su totalidad, por referencia.

Las microesferas expansibles pueden tener un diámetro promedio en el intervalo desde aproximadamente 0.5 a 200 mieras, de preferencia de 2 a 100 mieras, más preferible de 5 a 40 mieras en el estado no expandido y que tienen una expansión máxima desde aproximadamente 1.5 y 10 veces, de preferencia de 2 a 10 veces, más preferiblemente de 2 a 5 veces los diámetros promedio.

Las microesferas expansibles pueden estar cargadas en forma negativa o positiva. Además, las microesferas expansibles pueden ser neutras. Aún más, las microesferas expansibles pUeden incorporarse en una composición y/o partículas de la presente invención que tienen un potencial zeta neto que es mayor que o igual a cero mV a un pH de aproximadamente 9.0 o menos a una concentración iónica desde 10"6 M a 0.1 M. 1 En la composición y/o partícula de la presente invención, las microesferas expansibles pueden ser de carga neutra, negativa o positiva, de preferencia carga negativa.

Además, la composición y/o partícula de la presente invención puede contener microesferas expansibles de las mismas características físicas descritas anteriormente y a continuación y pueden incorporarse en el substrato de papel de acuerdo con la presente invención en la misma forma y las mismas cantidades que se mencionó anteriormente y a continuación, para las microesferas expansibles.

Aún más, la composición y/o partículas de la presente invención pueden contener microesferas expansibles y al menos un compuesto iónico. Cuando la composición y/o partículas de la presente invención contienen microesferas expansibles y al menos un compuesto iónico, la composición y/o partícula de la presente invención que tiene un potencial zeta neto que es mayor que o igual a cero mV a un pH de aproximadamente 9.0 o menos a una concentración iónica desde 10"6 M a 0.1 M. De preferencia, el potencial zeta neto es mayor que o igual a cero hasta +500, de preferencia mayor que o igual a cero a +200, más preferiblemente desde mayor que o igual a cero a +150, más preferiblemente de +20 a +130, mV a un pH de aproximadamente 9.0 o menos a una concentración iónica- desde 10"6 M a 0.1 M como se mide por métodos estándar y convencionales para medir potencial zeta conocidos en las técnicas analíticas y físicas, de preferencia métodos que utilizan microelectroforesis a temperatura ambiente.

El compuesto iónico puede ser aniónico y/o catiónico, de preferencia catiónico cuando las microesferas expansibles son aniónicas. Además, el compuesto iónico puede ser orgánico, inorgánico y/o mezclas- de ambos. Aún más, el compuesto iónico puede estar en la forma de un fango y/o coloide. Finalmente, el compuesto iónico puede tener un tamaño ' de partículas en el intervalo de 1 nm a 1 miera, de preferencia de 2 nm a 400 nm.

El compuesto iónico puede ser cualquiera de las - sustancias opcionales y aditivos convencionales mencionados a continuación y/o comúnmente conocidos en la técnica de elaboración de papel. Aún más preferible, el compuesto iónico puede ser cualquiera uno o combinación de los auxiliares de retención mencionados a continuación.

La proporción en peso del compuesto iónico a microesferas expansibles en la composición y/o partícula de la presente invención puede ser de 1:500 a 500:1, de preferencia de 1:50 a 50:1, más preferible de 1:10 a 10:1, siempre que la composición y/o partícula tenga un potencial zeta neto que es mayor que o igual a cero mV a un pH de aproximadamente 9.0 o menos, a una concentración iónica desde 10"6 M a 0.1 M.

El compuesto iónico puede ser inorgánico. Ejemplos de compuestos iónicos inorgánicos pueden contener, pero no están limitados a sílice, alúmina, óxido de estaño, óxido de circonio, óxido de antimonio, óxido de hierro, y óxidos de metales de tierras raras. El inorgánico puede de preferencia estar en la forma de un fango y/o coloide y/o sol, cuando se pone en contacto con la microesfera: expansible y tiene un tamaño de partículas en el intervalo de 1 nm a 1 miera, de preferencia de 2 nm a 400 mieras. Cuando el compuesto iónico inorgánico está en la forma de un coloide y/o sol, el compuesto preferido contiene sílice y/o alúmina.

El compuesto iónico puede ser orgánico. Ejemplos de compuestos iónicos orgánicos pueden ser compuestos que contienen carbono. Además, el compuesto iónico orgánico puede contener heteroátomos tales como nitrógeno, oxígeno, y/o halógeno. Aún más, el compuesto iónico orgánico puede contener un grupo funcional que contiene heteroátomo tal como hidroxi, amina, amida, carboni, carboxi, etc. Además, el compuesto orgánico iónico puede contener más que una carga positiva, carga negativa o sus mezclas. El compuesto iónico orgánico puede ser polimérico y/o copolimérico, que además puede ser cíclico, ramificado y/o entrelazado. Cuando el compuesto iónico orgánico es polimérico y/o copolimérico, el compuesto de preferencia tiene un peso molecular promedio en peso desde 600 a 5, 000, 000, más preferiblemente de 1000 a 2,000,000, más preferiblemente de 20,000 a 800,000 peso molecular promedio en peso. De preferencia, el compuesto iónico orgánico puede ser un compuesto que contiene amina. Más preferible, el compuesto orgánico iónico puede ser una poliamina. Más preferible, el compuesto iónico orgánico puede ser una poli ( DADMAC) , poli (vinilamina) , y/o una poli(etilen imina) .

La composición y/o partícula de la presente invención puede contener cuando menos una microesfera expansible y al menos un compuesto iónico, en donde el compuesto iónico está en contacto con la superficie exterior de la microesfera expansible. Este contacto puede incluir un sistema en donde la microesfera expansible se reviste y/o impregna con el compuesto iónico. D.e preferencia, mientras que no se desea estar ligados por teoría, el compuesto iónico se liga a la superficie exterior de la microesfera expansible por fuerzas inter-moleculares no-covalentes, para formar una partícula que tiene encima una microesfera expansible interior y un compuesto iónico exterior en capas. Sin embargo, porciones de la superficie exterior de la capa de microesfera expansible puede no ser cubierta completamente por la capa de compuesto iónico exterior, mientras que porciones de la superficie exterior de la capa de microesferas expansibles actualmente- de hecho puede estar cubierta por completo por la capa de compuesto iónico exterior. Esto puede llevar a que queden expuestas algunas porciones de la superficie exterior de la capa de microesfera expansible. : La composición y/o partícula de la presente invención pueden elaborarse por: contacto, mezclado, absorción, adsorción, etc., de la microesfera expansible con el compuesto iónico. Las cantidades relativas de la microesfera expansible y el compuesto ; iónico pueden ajustarse a la medida por medios tradicionales, siempre que la composición y/o partícula resultante tenga un potencial zeta neto que es mayor que o igual a cero mV a un pH de aproximadamente 9.0 o menos a una concentración iónica de 10"6 M a 0.1 . De preferencia, la proporción en peso de compuesto iónico en contacto con la microesfera expansible en la composición y/o partícula de la presente invención puede ser desde 1:100 a 100:1, de preferencia de 1:80 a 80:1, más preferible de 1:1 a 1:60, más preferible de 1:2 a 1:50, siempre que la composición y/o partícula tenga un potencial zeta neto que es mayor que o igual a cero mV a un pH de aproximadamente 9.0 o menos a una concentración iónica de 1CT6 M a 0.1 M.

La presente invención se refiere a una composición que puede agregarse en cualquier punto durante la elaboración de papel, incluyendo en la prensa de apresto. De acuerdo con esto, la composición puede ser una composición de apresto.

La composición de apresto, puede contener cuando menos : una sal inorgánica en cualquier cantidad. La composición de apresto puede contener de 0 a 99% en peso, de preferencia de 0.25 a 25% en peso, más preferible de 0.5 a 5, más preferible de 1 a 3% en peso de la sal inorgánica, con base en el peso total de los sólidos en la composición. Este intervalo puede incluir 0, 0.25, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 100% en peso con base en el peso total de los sólidos en la composición, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos contenidos. En una modalidad preferida, la composición de apresto contiene aproximadamente 2.5% en peso de la sal inorgánica con base en el peso total de los sólidos en la composición.

La composición de apresto puede contener un aglutinante. Ejemplos de aglutinantes incluyen, pero no están limitados a, polivinil alcohol, Amres (un tipo Kymene) , Bayer Parez, emulsión de policloruro, almidón modificado tal como almidón hidroxietilo, almidón o sus derivados incluyendo formas catiónicas y oxidadas y de maíz y/o papa por ejemplo, poliacrilamida, poliacrilamida modificada, poliol, aducto de poliol carbonilo, condensado de etandial/poliol, poliamida, epiclorohidrina, glioxal, glioxal urea, etandial, poliisocianato alifático, isocianato, 1,6 hexametilen diisocianato, diisocianato, poliisocianato, poliéster, resina poliéster, poliacrilato, resina poliacrilato, acrilato y metacrilato. / Mientras que cualquier combinación de aglutinantes puede emplearse, una .modalidad incluye una composición de apresto que contiene almidón o sus modificaciones combinadas con polivinil alcohol como aglutinante de múltiples componentes. ' La composición de apresto puede contener un aglutinante en cualquier cantidad. La composición de apresto puede contener cuando menos un aglutinante de 0 a 99% en peso, · de preferencia al menos 10% en peso, más preferiblemente al menos 20% en peso, más preferiblemente al menos 30% en peso, con base en el peso total de los sólidos en la composición. Este intervalo puede incluir 0, 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 100% en peso con base en el peso total de los sólidos en la composición, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos contenidos. El más preferido es aproximadamente 37% en peso de aglutinante, con base en el peso total de los sólidos en la composición.

El aglutinante preferido es almidón, almidón modificado, y derivados de almidón de cualquier fuente, incluyendo fuentes leñosas y no leñosas. Cuando el almidón está presente en la composición, la composición puede agregarse en una forma que proporciona una estructura de viga en I. ; Por ejemplo, una mayoría de la cantidad total de aglutinante de preferencia se ubica en o cerca de la superficie o superficies exteriores (en el caso del apresto aplicado a ambas superficies) del substrato de papel. El substrato de papel de la presente invención contiene el aglutinante de manera tal que éstos (el substrato y el agente de apresto) cooperan para formar una estructura de viga en I. En este aspecto, no se requiere que el agente de apresto interpenetre con las fibras celulósicas del substrato. Sin embargo, si la capa de revestimiento y las fibras de celulosa interpenetran, crearán un substrato de papel que tiene una capa de interpenetración, que está dentro del ámbito de la presente invención.

La capa de interpenetración, del substrato de papel define -una región en la cual al menos una solución de apresto penetra en y está entre las fibras de celulosa. La capa de interpenetración puede ser de 1 a 99% de la sección transversal completa de al menos una porción del substrato de papel, incluyendo 1, 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 y 99% del substrato de papel, incluyendo cualquier y todos los intervalos y sub-intervalos de ahí. Esta modalidad puede elaborarse, por ejemplo, cuando una solución de apresto se agrega a las fibras de celulosa antes de un método de revestimiento y puede combinarse con un método de revestimiento subsecuente si se requiere. Puntos de adición pueden ser en la prensa de apresto, por ejemplo.

De preferencia, el espesor en sección transversal de la capa de interpenetración se reduce al mínimo. En forma alterna o adicionalmente, la concentración del aglutinante de preferencia aumenta conforme se avanza (en la dirección-z normal al plano del substrato) desde la porción interior hacia la superficie del substrato de papel. Por lo tanto, la cantidad de aglutinante presente hacia las superficies exteriores superiores y/o inferiores del substrato, de preferéncia es mayor que la cantidad de aglutinante presente hacia la parte media interior del substrato de papel. En forma alterna, un porcentaje mayoritario del aglutinante puede ubicarse de preferencia en una distancia desde la superficie exterior del substrato que es igual a o menor que 25%, más preferiblemente 10% del espesor total del substrato. Este aspecto también puede ser conocido como Qtotai/ que se mide por metodologías conocidas establecidas por ejemplo, en la Publicación de Patente de los E.U.A. No. 2008/0035292, publicada en febrero 14, 2008, todos los contenidos de la cual aqui se incorporan por referencia. Si Qtotai es igual a 0.5, entonces el aglutinante se distribuye aproximadamente de manera uniforme a través de substrato de papel. Si Qtotai es mayor que 0.5, entonces hay más aglutinante hacia la porción central (medido por la dirección-z normal al plano del substrato) del substrato de papel que hacia la o las' superficies del substrato de papel. Si Qtotai es menos que 0.5, entonces hay menos aglutinante hacia la porción central del substrato de papel que hacia la o las superficies del substrato de papel. A la luz de lo anterior, el substrato de papel de preferencia tiene una Qtotai <3ue es menor que 0.5, de preferencia menos que 0.4, más preferiblemente menor que 0.3, más preferible menor que 0.25. De acuerdo con esto, la Qtotai del substrato de papel puede ser de 0' a menos que 0.5. Este intervalo inbluye 0, 0.001, 0.002, 0.005, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0:15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45 y 0.49, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos .

Como se anotó anteriormente, la determinación de Q puede llevarse a cabo convenientemente de acuerdo con los procedimientos en la Publicación de Patente de los E.U.A. No. 2008/0035292, publicada en febrero 14, 2008.

En esencia, Q es una medida de la cantidad del almidón conforme se avanza desde los borde exteriores hacia la mitad de la hoja desde una vista en sección transversal. Aquí se entiende que Q puede ser cualquier Q, de manera tal que represente una capacidad mejorada para tener almidón hacia las superficies exteriores de la sección transversal de la hoja y Q puede seleccionarse (utilizando cualquier prueba) tal qüe se proporcionen cualquiera una o más de las características mencionadas anteriormente y a continuación del substrato de papel, (es decir Unión Interna, Higroexpansividad, Repelado IGT y/o ¦ deslaminación IGT VPP, etc) .

Por supuesto, hay otros métodos para medir el equivalente de Q. En una modalidad, cualquier medida de Q o un método similar de medición de la proporción de cantidad de aglutinante hacia el núcleo del substrato en comparación con la cantidad de aglutinante hacia la superficie o superficies exteriores del substrato, es aceptable. En una modalidad preferida, esta proporción es tal que se ubica lo más de aglutinante posible hacia la superficie exterior del substrato, minimizando de esta manera la zona de interpenetración y/o reduciendo al mínimo la cantidad de almidón ubicado en la capa de interpenetración, se logra. También es preferible que esta distribución de aglutinante ocurra e incluso a muy alto nivel de cargas de aglutinante, de preferencia cargas de aglutinante externas, dentro y/o sobre el substrato. De esta manera, es conveniente controlar la cantidad de aglutinante ubicada dentro de la capa de interpenetración conforme se carga cada vez más aglutinante externo en su superficie ya sea al reducir al mínimo la concentración del aglutinante en su capa de interpenetración o al reducir el espesor de la propia capa de interpenetración. En una modalidad, las características de la hoja de registro y/o substrato de papel de la presente invención son aquellas que pueden lograrse por este control del aglutinante. Mientras que esta carga controlada del aglutinante puede ocurrir en cualquier forma, es preferible que el : aglutinante se cargue o aplique mediante una prensa de apresto.

La composición de apresto · puede contener cuando menos un agente abrillantador óptico (OBA = Optical Brightening Agent) . Adecuados OBAs pueden ser aquellos mencionados en la Solicitud de Patente de los E.U.A. No. de Serie 60/654,712 presentada en febrero 19, 2005, y la patente de los E.U.A. No. USP 6,890,454, que. aquí se incorporan por referencia en su totalidad por referencia. Los OBAs pueden estar comercialmente disponibles de Clariant. Además, el OBA ya puede ser catiónico y/o aniónico.. OBA ejemplar es el aquel comercialmente disponible Leucophore BCW y Leucophore FTS de Clariant. En una modalidad, el OBA contenido en la composición de apresto es catiónico.

La composición de apresto puede contener cualquier cantidad de cuando menos un OBA aniónico. La composición de apresto puede contener OBA aniónico en una cantidad desde 0 a 99% en peso, de preferencia de 5 a 75% en peso, más preferible de 10 a 50% en peso, más preferible de 20 a 40% en peso, con base en el ¦ peso total de los sólidos en la composición. Este intervalo puede incluir 0, 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 99% en peso de OBA aniónico con base en el peso total de los sólidos en la composición, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos contenidos. En una modalidad preferida, la composición de apresto contiene aproximadamente 35% en- peso de OBA aniónico, con base en el peso total de los sólidos en la composición.

La composición de apresto puede contener cualquier cantidad de al menos un OBA catiónico. La composición de apresto puede contener OBA catiónico en una cantidad de 0 a 99% en peso, de preferencia de 0.5 a 25% en peso, más preferible de 1 a 20% en peso, más preferible de 5 a 15% en peso, con base en el peso total de los sólidos en la composición. Este intervalo puede incluir 0, 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 99% en peso de OBA aniónico con base en el peso total de los sólidos en la composición, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos contenidos. En una modalidad preferida, la composición de apresto contiene aproximadamente 8% en peso de OBA catiónico con base en el peso total de los sólidos en la composición.

Si se desea, la hoja de registro contiene cuando menos un agente de apresto además de la composición. El agente de apresto no está limitado particularmente y puede emplearse cualquier agente de apresto para la elaboración de papel convencional. El agente de apresto puede no ser reactivo, reactivo o una combinación de no reactivo y reactivo. El agente de apresto, opcionalmente puede y si se desea, · impartir al substrato de papel una resistencia a humedad o agua en grados variantes. Ejemplos no limitantes de agentes de apresto pueden encontrarse en "Handbook for Pulp and Paper Technologists" por G.A. Smook (1992), Angus ilde Publications , que aquí se incorpora, en su totalidad por referencia. De preferencia, el agente de apresto es un agente de apresto de superficie. Ejemplos preferidos de agentes de apresto son almidón, Dímero Alquil Ceteno (AKD) , Dímero Alquenil Ceteno (ALKD) , Anhídrido Alquenil Succínico (ASA) , ASA/ALKD, Emulsión de Estireno Acrílica (SAE) Polivinil Alcohol (PVOH) , polivinilamina , alginato, carboximetil celulosa, etc. Sin embargo, puede emplearse cualquier agente de apresto. Ver, por ejemplo, los agentes de apresto descritos en la patente de los E.U.A. No. 6,207,258, todos los contenidos de la cual aquí se incorporan por referencia.

Muchos agentes de apresto no reactivos se conocen en la técnica. Ejemplos incluyen sin limitación, emulsión de apresto de superficie, polimérica, no reactiva, BASOPLAST® 335D de BASF Corporation (Mt. Olive, N. J. ) , FLEXBOND® 325 emulsión de un copolimero de vinil acetato y butil acrilato de Air Products and Chemicals, Inc. (Trexlertown, Pa . ) , y agentes de apresto no reactivos PENTAPRINT® (descritos por ejemplo en la Publicación de Solicitud de Patente Internacional No. O 97/45590, publicada en diciembre 4, 1997, correspondiente a la solicitud de patente de los E.U.A. No. de Serie 08/861,925, presentada en mayo 22, 1997, todos los contenidos de la cual aquí se incorporan por referencia) de Hercules Incorporated ( ilmington, · Del . ) , por nombrar unos cuantos.

Para elaboración de papel realizada bajo condiciones de fabricación de pH alcalino, pueden ser empleados convenientemente agentes de apresto con base en Dimeros Alquil Ceteno (AKDs) o Dimeros Alquenil Ceteno (ALKDs) o multimeros y Anhídrido Alquenil Succinico (ASA) . Combinaciones de estos y otros agentes de apresto también pueden emplearse.

Dimeros ceteno empleados como agentes de apresto para la elaboración de papel, son bien conocidos. AKDs, que contienen un anillo ß-lactona, típicamente se preparan por la dimerización de alquil cetenos elaborados a partir de dos cloruros de ácido graso. Agentes de apresto de dimero alquil ceteno comerciales, a menudo se preparan a partir de ácidos grasos palmitico y/o esteárico, por ejemplo agentes de apresto Hercon® y Aquapel® (ambos de Hercules Incorporated) .

Agentes de apresto de dimero alquenil ceteno también están comercialmente disponibles, por ejemplo agentes de apresto Precis® (Hercules Incorporated) .

La patente de los E.U.A. No. 4,017,431, los contenidos Integros de la cual aquí se incorporan por referencia, proporciona una descripción ejemplar no limitante de agentes de apresto AKD con mezclas de cera y resinas catiónicas solubles en agua.

Multímeros ceteno que contienen más de un anillo ß- lactona también pueden emplearse como agentes de apresto.

Agentes de apresto preparados a partir de una mezcla de ácidos mono- y dicarboxilicos, se han descrito como agentes de apresto para papel en las Kokai Japonesas Nos. 168991/89 y 168992/89.

La Publicación de la Solicitud de Patente Europea No. 0 629 741 Al describe mezclas de dimero y multimero alquil ceteno como agentes de apresto en papel utilizado en máquinas de conversión y reprográficas de alta velocidad. Los multimeros alquil ceteno se elaboran de la reacción de un exceso molar de ácido monocarboxilico, típicamente un ácido graso, con un ácido dicarboxílico . Estos compuestos multímeros son sólidos a 25 grados C. La Publicación de la Solicitud de Patente Europea No. 0 666 368 A2 y Bottorff et al., en la patente de los E.U.A. No. 5,685, 815, todos los contenidos de las cuales aqui se incorporan por referencia, describen papel para operaciones de alta velocidad o reprográficas, que se aprestan internamente con un agente de apresto de dimero y/o multimero de alquil o alquenil ceteno. Los multímeros de 2-oxetanona preferidos se preparan con proporciones de ácido graso a diácido en el intervalo de 1:1 a 3.5: 1.

Agentes de apresto basados en ASA comerciales son dispersiones o emulsiones de materiales que pueden prepararse por la reacción de anhídrido maleico con una olefina (C14- Cie) · Ejemplos de anhídridos de ácido hidrofóbico empleados como agentes de apresto para papel incluyen: (i) anhídrido de colofonia o resina de trementina (ver patente de los E.U.A. No. 3,582,464, por ejemplo, todos los contenidos de lo: cual se incorporan aquí por referencia) ; (ii) anhídridos que tienen la estructura (I) : en donde R es el mismo o diferente radical hidrocarburo; y (iii) anhídridos de ácido dicarboxílico cíclicos, tales como aquellos que tienen la estructura (II): en donde R ' representa un radical dimetileno o trimetileno y en donde R" es un radical hidrocarburo. Algunos ejemplos de anhídridos de la fórmula (I) incluyen miristoil anhídrido; palmitoil anhídrido; olcoil anhídrido; y estearoil anhídrido. Ejemplos de anhídridos de ácidos dicarboxílicos cíclicos sustituidos que caen dentro de la fórmula anterior (II) incluyen anhídridos sustituidos · succínico, glutárico anhídrido i- y n-octadecenil succínico; anhídrido de ácido i- y n-hexadecenil succinico; anhídrido de ácido i- y n-tetradecenil succinico, anhídrido de ácido dodecil succinico; anhídrido de ácido decenil succinico; anhídrido de ácido ectenil succinico; y anhídrido de ácido heptil glutárico.

Otros ejemplos de agentes de apresto no reactivos incluyen una emulsión de polímero, una emulsión de polímero catiónico, una emulsión de polímero anfotérico, emulsión de polímero, en donde al menos un monómero se elige del grupo que incluye estireno, a-metilestireno, acrilato con un sustituyente éster con 1 a 13 átomos : de carbono, metacrilato que tiene un sustituyente éster con 1 a 13 átomos de carbono, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, vinil acetato, etileno y butadieno; e incluye opcionalmente ácido acrílico, ácido metacrílico, anhídrido maleico, ásteres de anhídrido maleico o sus mezclas, con un número ácido menor a aproximadamente 80, y sus mezclas.

La presente invención también se refiere a un substrato de papel que contiene cualquiera de las composiciones de apresto descritas anteriormente.

El substrato de papel contiene una trama de fibras de celulosa. La fuente de fibras puede ser de cualquier planta fibrosa. El substrato de papel de la presente invención puede contener fibras recicladas y/o fibras vírgenes. Fibras recicladas difieren de las fibras vírgenes en que las fibras han pasado a través del proceso de secado cuando menos una vez.

El substrato de papel de la presente invención puede contener de 1 a 99% en peso, de preferencia de 5 a 95% en peso, más preferible de 60 a 80% en peso de fibras de celulosa con base en el peso total del substrato, incluyendo 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 y 99% en peso, e incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos .

Mientras que la fuente de fibras puede ser cualquiera, las fuentes preferibles de fibras de celulosa son de madera suave y/o madera dura. El substrato de papel de la presente invención puede contener de 1 a 100% en peso, de preferencia de 5 a 95% en peso, fibras de celulosa que se originan de las especies de madera . suave, con base en la cantidad total de fibras de celulosa en el substrato de papel. Este intervalo incluye 1, 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40} 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 y 100% en peso, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub- intervalos, con base en la cantidad total de fibras de celulosa en el substrato de papel.

El substrato de papel de la presente invención puede contener de 1 a 100% en peso de preferencia de 5 a 95% en peso de fibras de celulosa que se originan de especies de madera dura con base en la cantidad total de fibras de celulosa en el substrato de papel. Este intervalo incluye 1, 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 y 100% en peso, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos, con base en la cantidad total de las fibras de celulosa en el substrato de papel.

Cuando el substrato de papel contiene, tanto fibras de madera dura como de madera suave, es preferible que la proporción de madera dura/madera suave sea de 0.001 a 1000. Este intervalo puede incluir 0.001, 0-.002, 0.005, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 y 1000 incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos, asi como cualesquiera intervalos y sub-intervalos ahí de las proporciones o intervalos inversos.

Además, las fibras de madera suave y/o madera dura contenidas por el substrato de papel de la presente invención pueden ser modificadas por medios físicos y/o químicos. Ejemplos de medios físicos incluyen pero no "están limitados a medios electromagnéticos y mecánicos. Medios para modificación eléctrica incluyen, pero no están limitados a medios que involucran contactar las fibras con una fuente de energía electromagnética tal como luz y/o corriente eléctrica. Medios para modificación mecánica incluyen, pero no están limitados a medios que involucran poner en contacto un objeto inanimado con las fibras. Ejemplos de estos objetos inanimados incluyen aquellos con bordes filosos y/o romos. Estos medios también involucran por ejemplo, corte, amasado, golpeado o machacado, picado, etc.

Ejemplos de medios químicos incluyen, pero no están limitados a, medios de modificación de fibras químicas convencionales incluyendo entrelazamiento y precipitación de los complejos ahí. Ejemplos de esta modificación de fibras pueden- ser, pero no están limitados a aquellos que se encuentran en las siguientes patentes 6,592,717, 6,592,712, 6, 582, 557, 6, 579, 415, 6, 579, 414, : 6,506,282, 6, 71, 824, 6, 361, 651, 6, 146, 94, Hl, 704, 5,731,080, 5, 698, 688, 5, 698, 074, 5, 667, 637, 5, 662,773, 5, 531,728, 5, 443, 899, 5, 360, 420, 5,266,250, 5,209, 953, 5, 160,789, 5, 049, 235, 4, 986, 882, 4,496,427, 4,431,481, 4, 174, 417, 4, 166, 894, 4, 075, 136, y 4,022,965, que aquí se incorporan en su totalidad por referencia Mayor modificación de fibras se encuentra en las Solicitudes de Patentes de los E.U.A. que tienen Números de Solicitud 60/654,712 presentada en febrero 19, 2005; 11/358,543 presentada en febrero 21, 2006; 11/445,809 presentada en junio 2, 2006; y 11/446,421 presentado en junio 2, 2006, que pueden incluir la adición de abrillantadores ópticos (i.e. OBAs) como se discute ahí, que aquí se incorporan en su totalidad, por referencia.

Un ejemplo de una fibra reciclada es una "fina". Fuentes de "finas" pueden encontrarse en fibras SaveAll, corrientes recirculadas , corrientes de rechazado, corrientes de fibras de desecho. La cantidad de "finas" presentes en el substrato de papel puede modificarse al ajustar a la medida la velocidad en la cual estas corrientes se agregan al proceso de elaboración de papel.

El substrato de papel de preferencia contiene una combinación de fibras de madera dura, fibras de madera suave y fibras "finas". Las fibras "finas" como se discutió anteriormente, se recirculan y son de cualquier longitud. Las finas típicamente no son más que de 100 µp? de longitud en promedio, de preferencia no mayor que 90 µp?, más preferiblemente no mayor a 80 µp en longitud, y más preferiblemente no mayor a 75 µ?? en longitud. La longitud de las finas de preferencia o es mayor a 5, '10, 15, 20, 25, 30, 35, 40; 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 y 100 pm en longitud, incluyendo cualquiera y- todos sus intervalos y sub-intervalos .

: El substrato de papel puede contener finos en cualquier cantidad. El substrato de papel puede contener de 0.01 a 100% en peso de finos, de preferencia de 0.01 a 50% en peso, más preferible de 0.01 a 15% en peso con base en el peso total de las fibras contenidas en el substrato de papel. El substrato de papel contiene no más que 0.01, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 y 100% en peso de finos con base en el peso total de las fibras contenidas por el substrato de papel, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos .

El substrato de papel también puede contener una composición de apresto interno y/o apresto externo. La composición de apresto interno puede aplicarse a las fibras durante la elaboración de papel en el extremo húmedo, mientras que la composición de apresto externo puede aplicarse a las fibras mediante una. prensa de apresto y/o máquina de recubrimiento. Las composiciones de apresto anteriormente mencionadas de la presente invención pueden ser la composición de apresto interno y/o externo contenida por el substrato de papel de la presente invención.

Las Figuras 1-3 muestran diferentes modalidades del substrato de papel 1 en el substrato de papel de la presente invención. La Figura 1 demuestra un substrato de papel 1 que tiene una trama de fibras de celulosa 3 y una composición de aprestó 2 en donde la composición de apresto 2 tiene mínima interpenetración de la trama de fibras de celulosa 3. Esta modalidad puede elaborarse, por ejemplo, cuando una composición de apresto se reviste sobre una trama de fibras de celulosa.

La Figura 2 demuestra un substrato de papel 1 que tiene una trama de fibras de celulosa 3 y una composición de apresto 2 en donde la composición de apresto 2 interpenetra la trama de fibras de celulosa 3. La capa de interpenetración 4 del substrato de papel 1 define una región en que cuando menos una solución de apresto penetra en y está entre las fibras de celulosa. La capa de interpenetración puede ser de 1 a 99% la sección transversal completa de al menos una porción del substrato de papel, incluyendo 1, 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, y ; 99% del substrato de papel, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos . Esta modalidad puede elaborarse, por ejemplo cuando se agrega una composición de apresto a las fibras de celulosa antes de un método de revestimiento y puede combinarse con un método de revestimiento subsecuente, si se requiere. Puntos de adición pueden' estar en la prensa de apresto, por ejemplo.

La Figura 3 demuestra un substrato de papel 1 que tiene una trama de fibras de celulosa 3 y una solución de apresto 2 cuando la composición de apresto 2 es aproximadamente distribuida de manera · uniforme a través de la trama de fibras de celulosa 3. Esta modalidad puede elaborarse, por ejemplo, cuando se agrega una composición de apresto a las fibras de celulosa antes de un método de revestimiento y puede combinarse, si se requiere con un método' de revestimiento subsecuente. Puntos de adición ejemplificados pueden estar en el extremo húmedo del proceso de elaboración de papel, la pasta diluida y la pasta espesa.

En las Figuras 4-7, resulta lo siguiente: 1) el papel tratado con cloruro de calcio exhibe aproximadamente 5.5% superiores densidades de impresión óptica que papel sin tratamiento de cloruro de calcio, utilizando dos tintas diferentes tales como la tinta Fluida A y la tinta Fluida B; 2) tinta diluida al 10% con agua exhibió alrededor de 2.5% de densidades de impresión óptica superiores que impreso sin cloruro de calcio con tinta sin diluir y tinta impresa cambiara el matiz o intensidad de color; 3) el papel tratado con cloruro de calcio impreso con anilox a 4.0 en volumen mostró1 una reducción al 5% en densidad óptica contra una hoja no tratada impresa con anilox al 5.0 en volumen. Cuando el volumen de anilox se reduce de 5.0 a 4.0, la densidad óptica impresa disminuyó por 10% cuando se mide en el mismo grado de papel. 4) No hay evidencia concluyente que el papel tratado con cloruro de calcio afecta el moteo. 5) El papel tratado con cloruro de calcio no exhibe diferencia en tiempo de secado : o monitoreo de impresión que papel sin tratar con cloruro de calcio, utiliza dos tintas diferentes tales como tinta Fluid y tinta Inx y cuando se diluyen estas tintas con agua al 10% o 20%. 6) Papel tratado con cloruro de calcio exhibió superior higro-expansividad en la dirección CD.

Las Figuras 8-19 son papel¦ tratado con cloruro de calcio adicional que se imprimirá: con flexografia para verificar su beneficio.

El substrato de papel puede elaborarse por contacto de cualquier componente de la solución de apresto con las fibras de celulosa en forma consecutiva y/o simultánea. Aún más, el contacto puede ocurrir a niveles de concentración aceptables que proporcionan al substrato de papel de la presente invención para contener cualquier de las cantidades anteriormente mencionadas de celulosa y componentes de la solución de apresto. El contacto puede ocurrir en cualquier tiempo' en el proceso de elaboración de 'papel incluyendo, pero no limitado a la pasta diluida para papel, la pasta espesa, la caja de cabeza y máquina de recubrimiento, con el punto de adición preferido que es la pasta espesa. Puntos de adición extra incluyen -tina de máquina, prensaestopas y succión de la bomba ventilador. De preferencia, los componentes de la solución de apresto se preformulan ya sea en conjunto y/o en combinación dentro de una sola y/o capas de revestimiento separadas, y se revisten sobre la trama fibrosa mediante una prensa de apresto y/o máquina de recubrimiento.

El papel o cartón de ¦ esta invención puede prepararse utilizando técnicas convencionales conocidas. Métodos y aparatos para formar y elaborar y aplicar una formulación de revestimiento a un substrato de papel, son bien conocidos en la técnica de papel y cartón. Ver por ejemplo, la referencia de G. A. Smook y las referencias ahi citadas todo lo cual aqui se incorpora por referencia. Todos estos métodos conocidos pueden emplearse en la práctica de esta invención y no se describirán en detalle.

El substrato de papel' puede contener la composición de apresto en cualquier cantidad. El substrato de papel puede contener la composición de apresto en una cantidad en el intervalo desde 31.78 a 136.2 kg/ton (70 a 300 lbs/ton) de papel, de preferencia desde 36.32 a 113.5 kg/ton (80 a 250 lbs/ton) de papel, más preferiblemente de 45.4 a 90.8 kg/ton (100 a 200 lbs/ton) de papel, más preferible de 56.75 a 79.45 kg/ton' (125 a 175 lbs/ton) de papel. Este intervalo incluye, 31.78, 36.32, 40.86, 45.40, 49.94, 54.48, 59.02, 61.29, 63.56, ; 68.10, 72.64, 77.18, 81.72, 86.26, 90.80, 95.34, 99.88, 104.42, 108.96, 113.50, 118.04, 122.58, 127.12, 131.66, 136.20 kg/ton (70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 135, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270 280, 290, y 300 lbs/ton) de papel, incluyendo cualquier y todos sus intervalos y sub-intervalos . En una modalidad¦ preferida el substrato de papel contiene una composición de apresto aplicada en la prensa de apresto, en una cantidad desde 59.02 a 68.1 kg/ton (130 a 150 lbs/ton) de substrato de papel.

Dadas las cantidades preferidas anteriormente mencionadas de la composición de apresto contenida en el substrato de la presente invención, combinado con las cantidades anteriormente mencionadas- de la sal inorgánica; las cantidades de cada sal inorgánica contenida en el papel pueden calcularse fácilmente. Por ejemplo, si 50% en peso de la sal inorgánica esta presente en la solución de apresto con base en el peso total de sólidos en la composición, y el substrato de papel contiene 68.1 kg (150 lbs) de la composición de apresto, entonces el substrato de papel contiene 50% x 68.1 kg (150 lbs) /ton de papel ¦= 34.05 kg (75 lbs) de sal inorgánica/tonelada de papel, que es 34.05 kg/908 kg (75 lbs/2000 lbs) x 100= 3.75% en peso de sal inorgánica con base en el peso total del substrato de papel.

Con respecto a la sal inorgánica, cualquier cantidad de sal inorgánica puede agregarse al papel para tener las propiedades descritas con anterioridad y a continuación otorgadas al papel. Por ejemplo, el papel puede tener cuando menos .91 kg (2 lbs) /ton, al menos 1.82 kg (4 Ib), al menos 2.72 kg (6 Ib), al menos 4.54 kg (10 Ib), al menos 6.81 kg (15 Ib), al menos 9.08· kg (20 Ib) y al menos 13.62 kg (30 lbs) /ton de papel agregado al substrato. La cantidad de sal inorgánica agregada al papel puede ser al menos 0.91, 1.36, 1.82, 2.27, 2.72, 3.18, 3.63, 4.09, 4.54, 4.99, 5.45, 5.90, 6.36, 6.81, 7.26, 7.72, 8.17, 8.63, 9.08, 11.35, 13.62 kg (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, y 30 lbs) /ton de papel, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub- intervalos .

Después de que la composición de apresto se agrega al papel, el papel puede contener/retener al menos .91 kg (2 lbs), al menos 1.82 kg (4 Ib), al menos 2.72 kg (6 Ib), al menos 4.54 kg (10 Ib), al menos 6.81 kg (15 Ib), al menos 9.08 kg (20 Ib) y al menos 13.62 kg (30 lbs) de sal inorgánica/ton de papel. La cantidad de sal inorgánica contenida/retener en y/o sobre el papel puede ser al menos 0.91, 1.36, 1.82, 2.27, 2.72, 3.18, 3.63, 4.09, 4.54, 4.99, 5.45, 5.90, 6.36, 6.81, 7.26, 7.72, 8.17, 8.63, 9.08, 11.35, 13.62 kg (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, y 30 lbs) /ton de papel, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos . Sin embargó, cualquier cantidad de sal inorgánica puede ser una "cantidad efectiva" siempre que la cantidad en y/o sobre el papel sea capaz de otorgar cualquiera una o más de las propiedades descritas a continuación o anteriormente del substrato de papel.

La densidad, peso base y calibre de la trama de esta invención pueden variar ampliamente y pesos base convencionales, asi como densidades y calibres pueden emplearse dependiendo del producto basado en papel formado de la trama. Papel o cartón de la invención de preferencia tienen un calibre final, después de calandrado de papel, y cualquier sujeción o prensado tal que pueda asociarse con e revestimiento subsecuente desde aproximadamente .25 mm (1 mil) a aproximadamente .889 rrati (35 mils) aunque el calibre puede estar fuera de este intervalo, si se desea. Más preferible el calibre es de aproximadamente .102 mm (4 mils) a aproximadamente .508 mm (20 mils), y más preferible de aproximadamente 15 mm (7 mils) a aproximadamente .432 mm (17 mils) . El calibre del substrato de papel con o sin revestimiento puede ser 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 20, 22, 25, 27, 30, 32, y 35, incluyendo cualquiera y todos sus. intervalos y sub-intervalos .

Substratos de papeles de la invención de preferencia exhiben pesos base desde aproximadamente 4.54 kg/278.7 m2 (10 lb/3000ft2) a aproximadamente 227 kg/278.7 m2 (500 lb/3000ft2) , aunque pesos base de trama pueden estar fuera de este intervalo si se desea.- Más preferiblemente el peso base es de aproximadamente 13.62 a 90.8 kg/278.7 m2 (30 lb/3000ft2 a aproximadamente 200 lb/3000ft2) , y más preferible de aproximadamente 15.89 a 68.1 kg/278.7 m2 (35 lb/3000ft 2 a aproximadamente 150 lb/3000ft 2) . El peso base puede ser 4.54, 15.45, 6.81, 7.72, 9.08, 9.99, 11.35, 13.62, 14/53, 15.89, 16.80, 18.16, 20.43, 22.70, 24.97, 27.24, 29.51, 31.78, 34.05, 36.32, 38.59, 40.86,, 43.13, 45.40, 49.94, 54.48, 59.02, 63.56, 68.10, 72.64, 77.18, 81.72, 86.26, 90.80, 102.15, 113.50, 124.85, 136.20, 147.55, 158.90, 170.25, 181.60, 192.95, 204.30, 215.65, 227.00 kg/278.7 m2 (10, 12, 15, 17, 20, 22, 25, 30, 32, 35, 37, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 500 lb/3000ft2) , incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos .

En otra modalidad, el substrato de acuerdo con la presente invención puede tener un peso base desde 5.45 a 20.88 kg/120.77 m2 (12 a 46 Ib per< 1300 square feet), de preferencia de 7.26 to 19.07kg/120.77 m2 (16 a 42 Ib per 1300 square feet), más preferible de 8.17 a 18.16 kg/120.77 m2 (18 a 40 Ib per 1300 square feet) . Si el substrato está revestido, los pesos base preferido son de 10.90 a 18.16 kg/120;77 m2 (24 a 40 lbs per 1300 square feet). Si el substrato no esta revestido los pesos base preferidos sonde 81.7 a-12.71 kg/120.77 m2 (18 a 28 lbs per 1300 square feet).

La densidad final de los papeles puede calcularse por cualquiera de los pesos base anteriormente mencionados dividido por cualquiera de los calibres anteriormente mencionados, incluyendo cualquiera y¦ todos sus intervalos y sub-intervalos. De preferencia, la densidad final de los papeles, esto es el peso base dividido por el calibre, de preferencia es de aproximadamente 2.72 a aproximadamente 6.36 kg/278.'7 m2/.025 irati (aproximadamente 6 lb/3000ft2/mil a aproximadamente 14 lb/3000ft2/mil) aunque densidades de trama pueden estar fuera de este intervalo, si se desea. Más preferiblemente la densidad de trama es de aproximadamente 3.18 a aproximadamente 5.90 kg /278.7 m2/.025 inm (aproximadamente 7 lb/3000ft2/mil a aproximadamente 13 lb/3000ft2/mil) y más preferible de aproximadamente 4.09 a 5.45 kg/278.7 m2/0.025 mm (aproximadamente 9 lb/3000ft2/mil a aproximadamente 12 lb/3000ft2/mil) .

La trama también puede incluir otros aditivos convencionales tales como, por ejemplo, almidón, micro esferas expandibles, rellenos o cargas minerales, agentes espesantes, agentes de. apresto, auxiliares de retención y polímeros de refuerzo. Aunque los rellenos o cargas que pueden emplearse son pigmentos orgánicos e inorgánicos tales como, por ejemplo, partículas poliméricas tales como látices de poliestireno y polimetilmetacrilato, y minerales tales como carbonato de calcio, caolín y talco. Otros aditivos convencionales incluyen, pero no están limitados a resinas de resistencia en húmedo, aprestos internos, resinas de resistencia en seco, alumbre, rellenos o cargas, pigmentos y colorantes. Apresto interno ayuda a evitar que el apresto de superficie se impregne en la hoja, permitiendo de esta manera que permanezca en la superficie en donde tiene máxima efectividad. Los agentes de apresto interno abarcan cualquiera de aquellos comúnmente empleados en el extremo húmedo de una máquina de productos de papel o elaboración de papel. - Estos incluyen aprestos de colofonia o resina de trementina, dímero y multímeros ceteno y anhídridos alquenisuccinicos . Los aprestos internos en general se emplean a niveles desde aproximadamente 0.00% en peso a aproximadamente 0.25% en peso, con base en el peso de la hoja de papel seco. Métodos y materiales utilizados para apresto interno con colofonia o resina de trementina se discuten por E. Strazdins en The Sizing of Paper, Segunda Edición, editada por W.' F. Reynolds, Tappi Press, 1989, páginas 1-33. Dimeros ceteno convenientes para apresto interno se describen en la Patente de los E.U.A. Número 4,279,794, que se incorpora en su totalidad por referencia, y en las Patentes del Reino Unido 786,543; 903,416; 1,373,788 y 1,533, 434, y en la Publicación de la Solicitud de Patente Europea Número 0666368 A3. Los dimeros ceteno están comercialmente disponibles, como agentes de apresto Aquapel.RTM. y Precis. RTM. de Hercules Incorporated, Wilmington, Del. Multimeros ceteno para utilizar en aprestos internos se describen en: la Publicación de la Solicitud de Patente Europea Número 0629741 Al, correspondiente a la Solicitud de :Patente de los E.U.A. Número de Serie 08/254,813, presentada en junio 6, 1994; la Publicación de la Solicitud de Patente Europea Número 0666368A3, correspondiente a la Solicitud de Patente de los E.U.A. Número de Serie 08/192,570, presentada en febrero 7, 1994; y U.S. la Solicitud de Patente de los E.U.A. Número de Serie 08/601,113, presentada en febrero 16, 1996. Anhídridos alquenilsuccínicos para apresto interno se describen en la Patente de los E.U.A. Número 4,040,900, que se incorpora aquí por referencia en su totalidad, y por C. E. Farley y R. B. Wasser in The Sizing of Paper, Segunda Edición, editad por W. F. Reynolds, Tappi Press, 1989, páginas 51-62. Una variedad de anhídridos alquenilsuccínicos están comercialícente disponibles de Albemarle Corporation, Baton Rouge, La.

El substrato de papel puede elaborarse por contacto de adicionales substancias opcionales con las fibras de celulosa por igual. El contacto de las substancias opcionales y las fibras de celulosa puede ocurrir en cualquier momento en el proceso de elaboración de papel, incluyendo, pero no limitado a la pasta espesa, pasta delgada, caja de cabeza, prensa de apresto, caja de agua y máquina de recubrimiento. Extra puntos de adición incluyen tina de máquina, prensa estopas y succión de la bomba ventilador. Las fibras de celulosa, componentes de la composición de apresto, y/o componéntes opcionales pueden ponerse- en contacto en serie en forma consecutiva y/o simultánea en combinación entre sí. Los componentes de fibras de celulosa de la composición de aprestó pueden ser premezclados en cualquier combinación antes de adición a o durante el proceso de elaboración de papeles .

El substrato de papel puede prensarse en una sección de prensa que contiene uno o más puntos de sujeción. Sin embargo, cualquier medio de prensado comúnmente conocido en la técnica de elaboración de papel puede emplearse. Los puntos de sujeción pueden ser, pero no están limitados a prensas de un solo fieltro, doble fieltro, con rodillo y punto de sujeción extendido en las prensas. Sin embargo, cualquier punto de sujeción conocido comúnmente en la técnica de elaboración de papel puede emplearse.

El substrato de papel puede- someterse a una sección de secado. Cualesquiera medios de secado comúnmente conocidos en la técnica de elaboración de papel pueden emplearse. La sección de secado puede incluir y contener una lata de secado, secador de cilindro, secado · Condebelt, IR, u otros medios' y mecanismos de secado conocidos en la técnica. El substrato de papel puede secarse para contener cualquier cantidad selecta de agua. De preferencia, el substrato se seca para contener menos que o igual a 10% de agua.

El substrato de papel puede pasarse a través de una prensa : de apresto, en donde cualesquiera medios de apresto comúnmente conocidos en la técnica de elaboración de papel son aceptables. La prensa de apresto, por ejemplo, puede ser una prensa de apresto de tipo charco (es decir inclinado, vertical, horizontal) o prensa de apresto dosificado (por ejemplo dosificada con aspa, dosificada con varilla) . En la prensa de apresto, agentes de apresto tales como aglutinantes pueden ponerse en contacto con el substrato. De manera opcional, estos mismos agentes de apresto pueden agregarse en el extremo húmedo del proceso la elaboración de papel según se requiera. Después de aprestar, el substrato de papel puede o no ser secado de nuevo de acuerdo con los medios ejemplificados mencionados con anterioridad y otros medios de secado comúnmente conocidos en la técnica de elaboración de papel.' El substrato de papel puede secarse para contener cualquier cantidad selecta de agua. De preferencia, el substrato se seca para contener menos que o igual a 10% de agua. De preferencia, el aparato de apresto es una prensa de apresto de charco.

El substrato de papel puede ser calandrado por cualquier método de calandrado comúnmente conocido en la técnica de elaboración de papel. Más específicamente, se puede -utilizar por ejemplo calandrado de pila en húmedo, calandrado de pila en seco, calandrado con punto de sujeción de acero, calandrado suave caliente o calandrado con punto de sujeción extendido, etc. Mientras que no se desea estar ligados o limitados por teoría, se considera que la presencia de las microesferas expansibles y/o composición y/o partícula de la presente invención, puede reducir y aliviar requerimientos para medios de calandrado agresivos y ambiente para ciertos substratos de papel, dependientes de su uso pretendido .

El substrato de papel puede ser de microacabado de acuerdo con cualquier medio de microacabado comúnmente conocido en la técnica de elaboración de papel. El microacabado es un medio que involucra procesos fricciónales para superficies de acabado del substrato de papel. El substrato de papel puede ser microacabado con o sin un medio de calandrado aplicado en forma consecutiva y/o simultánea. Ejemplos de medios de microacabado pueden encontrarse en la Solicitud de Patente Publicada de los E.U.A. 20040123966 y las referencias ahi citadas, asi como en la solicitud de patenté de los E.U.A. Número de Serie 60/810181 presentada en junio 2, 2006, que aquí todas se incorporan por referencia.

El substrato de papel de la presente invención puede tener cualquier densidad óptica negra, cian o magenta, como se mide por el método TAPPI T 1213 sp-03, y/o como se describe en los siguientes ejemplos. La densidad óptica puede ser de' 0.5 a 2.0, más preferible de 1.0 a 1.5. La densidad óptica'negra puede ser al menos 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.05, 1.06, 1.07, 1.08, 1.09, 1.10, 1.11, 1.12, 1.13, 1.14, 1.15, 1.16, 1.17, 1.18, 1.19, 1.2, 1.3, 1.4, y 1.5, incluyendo cualquiera y todos los intervalos y sub- intervalos. La densidad óptica cian puede ser al menos 0.5, 0.6, 0:7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.05, 1.06, 1.07, 1.08, 1.09, 1.10, 1.11, 1.12, 1.13, 1.14, 1.15, 1.16, íl.17, 1.18, 1.19, 1.2, 1.3, 1:4, y 1.5, incluyendo cualquiera y todos los intervalos y sub-intervalos. La densidad óptica a magenta puede ser al menos 0.5, 0..6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.05, 1.06, 1.07, 1.08, 1.09, 1.10, 1.11, 1.12, 1.13, 1.14, 1.15, 1.16, 1.17, 1.18, 1.19, 1.2, 1.3, 1.4, y 1.5, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos .

Mientras que el substrato de papel que contiene la composición de apresto puede emplearse para cualquier uso, es preferible que dicho substrato se utilice para procesos de impresión flexográfica . La flexografia es un proceso de impresión que utiliza una placa en relieve, flexible, que puede ser adherida a un cilindro de impresión. Básicamente es una versión actualizada de impresión tipográfica. Es mucho más versátil que la impresión tipográfica ya que puede emplearse para impresión en casi cualquier tipo de substrato incluyendo plástico, películas metálicas, celofán y papel. Se emplea ampliamente para impresión en los substratos no porosos requeridos para diversos tipos de empaques de alimentos. Es también adecuada para imprimir en grandes áreas de color sólido.

La flexografia continúa siendo uno de los procesos de impresión de más rápido crecimiento y no esta únicamente reservada a impresión de ítems de especialidad. La capacidad por imprimir flexografia en una variedad de substratos permite que los procesos se utilicen en un amplio intervalo de productos impresos. El empaque de alimentos es un mercado importante debido a la capacidad de la flexografia para imprimir en substratos no porosos. Esta capacidad hace útil para impresión en bolsas de plástico por igual. Otras aplicaciones comunes impresas con flexografia incluyen envoltura para regalos, papel tapiz, revistas, insertos de periódicos, libros de bolsillo, directorios telefónicos y formas de negocios.

La placa en relieve empleada para flexografia, se elabora de materiales de fotopolimeros o hule moldeado, con las áreas de imagen elevadas sobre las áreas sin imagen de la placa.- Las placas flexográficas pueden crearse con procesos de elaboración de placas analógicos y digitales.

La flexografia es un método de impresión directo en que la placa entintada aplica la imagen directamente al substrato. Un rodillo con tinta conocido como "rodillo anilox" aplica tinta a las porciones elevadas de la placa que después se transfieren al substrato. El rodillo anilox tiene celdas que transportan una cantidad especifica de tinta a la placa. El número de celdas por 2.54 cm (in) lineales puede variar de acuerdo con el tipo de trabajo de impresión y la calidad requerida.

El nombre "anilox" se deriva de la tinta que se empleó para el proceso hasta la década de 1950. La tinta anilox se elaboraba con colorantes de "anilina" que, en la década de 1950 se descubrió que presentaba riesgos para la salud, de manera tal que tintas basadas en pigmentos se desarrollaron y se han empleado siempre desde entonces. El rodillo que transporta la tinta ha continuado denominándose como el "rodillo anilox" aun cuando las tintas de colorante anilina no se emplean más para flexografía. Las tintas actuales son muy fluidas y secan rápidamente y más a menudo se basan en agua.

La presente invención también se refiere a un proceso de flexo impresión que imprime sobre la superficie del substrato de la invención con una composición de tinta pigmentada ajustada específicamente a la medida para impresión flexo. Mientras que la tinta pigmentada puede suspenderse dentro de cualquier solución, basada en agua u orgánica, se prefiere que esté presente en una composición basada' en agua. Mientras que el pigmento puede tener cualquier tamaño de partículas, es preferible que el pigmento tenga un tamaño de partículas que está en el intervalo de 1 nm a 15 mieras. De preferencia, el. pigmento dentro de la tinta pigmentada empleado para impresión flexo, tiene un tamaño de partículas promedio que es mayor que 300 nm, al menos 350nm, al menos 400nm, y al menos que 500 nm. El tamaño de partículas de pigmento puede ser mayor que 1, 5, 10, 25, 50, 100, 200, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 5000, 10000, y 15000 nm, incluyendo cualquiera y todos sus intervalos y sub-intervalos .

En una modalidad, tintas que contienen pigmento de impresión flexo convencionales pueden diluirse e imprimirse sobre el substrato, sin embargo el substrato puede retener la misma o mejor densidad de impresión que cuando se imprimen substratos convencionales con las tintas que contienen pigmento de impresión flexo sin diluir convencionales. La dilución puede ser al menos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, y 20% con base en la concentración estándar de tintas que contienen pigmento de impresión flexo convencionales, sin embargo el substrato es capaz de retener la misma o mejor densidad de impresión que cuando' se imprimen substratos convencionales con las tintas que contienen pigmento de impresión flexo sin diluir convencionales.

Numerosas modificaciones y variaciones a la presente invención son posibles a la luz de las enseñanzas anteriores. Por lo tanto, habrá de entenderse que dentro del alcance de las reivindicaciones acompañantes, la invención puede practicarse de otra forma a como se describe específicamente aquí.

Como se emplea de principio a fin, se emplean intervalos como una forma abreviada para describir todos y cada uno de los valores que están dentro del intervalo incluyendo todos los sub-intervalos .

Todas las referencias así: como sus referencias citadas, aquí descritas pueden incorporarse por referencia con respecto a porciones relativas a la materia de la presente invención y todas sus modalidades.

EJEMPLOS Papel Probado Grado Base: 20# Láser MOCR Formulaciones de Prensa de Apresto Composición Sólidos Viscosidad Captura Captura de Apresto de Prensa de Prensa de de de de Apresto Almidón Cloruro Apresto de Calcio (%: (cps) Kg/T Kg/T (lb/T) (lb/T) 1* 17.0 ¦80 31.78 6.81 (70) (15) 15.0 100 36.32 0 (80) 15.0 25 31.78 6.81 (70) (15) 13.0 25 36.32 0 (80) (*) Papel base se elabora con almidón y Cloruro de Calcio aplicado con prensa de apresto para formar una viga en I .

(**) Papel base se elaboró con almidón aplicado con prensa de apresto para formar una viga en I .

(***) Papel base se trató con Cloruro de Calcio aplicado con prensa de apresto y almidón para formar una viga en I .

(****) Papel base se elaboró con almidón aplicado con prensa de apresto y sin Cloruro de Calcio para formar la viga en I .

Todas las condiciones son. en 9.08 kg/120.77 m2 (201b/1300 ft2) peso base/papel utilizando almidón etilado. Papel base se elaboró de acuerdo con las prácticas de elaboración de papel estándar. Todos los papeles se elaboraron al aplicar las composiciones de apresto 1-4 utilizando prensa de apresto dosificada con varillas.

Prueba de impresión flexográfica Todas las cuatro hojas se imprimieron en una imprenta en linea flexográfica de seis cubiertas de impresión utilizando dos diferentes tintas flexográficas estándar (tintas Fluid A & B) . La imprenta se equipó con sistema de dosificación de tinta de rasqueta en cámara. Cada cubierta se imprime una tira sólida de 25.4 x 7..62 cm (10 x' 3") con la siguiente configuración.

Cubierta # 1 2 3 4 5 6 Color Cian Magenta Negro Negro Cian Magenta Anilox 500/ 500/5.0 500/ 500/ 500/ 500/4.0 5.0 5.0. 4.0 4.0 Valores anilox se refieren a linea (celdas por 2.54 cm lineal (in lineal) / bcm (mil millones de mieras cúbicas). Bcm es el volumen de celda. Todos los rodillos anilox se grabaron a un ángulo de 60 grados..

Cada una de las cuatro condiciones de prueba se imprimió con la siguiente configuración, utilizando tanto tintas estándar como se embarcaran, después tanto con tintas diluidas al 10% en peso con agua, después con tintas diluidas al 20% en peso con agua.

Viscosidad de Tinta Fluida A 26 26 29 29 26 27 Viscosidad de Tinta Fluida B 25 26 26 26 25 26 La viscosidad se mide con una copa zahn #2.

Las tintas se diluyeron en peso con agua como sigue: (peso inicial de tinta conocida / 90) * 10 = peso de agua para agregar a diluir 10%) (peso inicial de tinta conocida / 80) * 100) - 10% peso diluido = peso de agua a agregar para diluir a 20%) La presente impresión para cada unidad se ajusta para el primer rodillo y no cambio por toda la corrida.

La densidad óptica de impresión se midió en todas las 24 muestras utilizando un espectrodensitometro manual X-Rite .

Cada imagen de cubierta de impresión (color / anilox) en cada condición de papel se midió 6 veces y se promedió. Los resultados siguen: TINTA FLUIDA A- Sin diluir 1 2 3 4 B500/4. 0 1.11 1.06 1.16 1 .06 B500/5. 0 1.25 1.21 1.27 1 .22 C500/4. 0 1.14 1.12 1.17 1 .12 C500/5. 0 1.12 1.09 1.13 1 .09 M500/4. 0 1.00 0.97 1.03 0 .98 500/5. 0 1.10 1.06· 1.14 1 .06 Corte diluido al 10% 1 2 3 4 B500/4. 0 1.09 1.02 1.10 1 .01 B500/5. 0 1.21 1.17 1.24 1 .18 C500/ . ,0 1.11 1.06 1.13 1 .07 C500/5. , 0 1.06 1.06 1.12 1 .05 M500/4. .0 0.97 0.95 0.98 0 .93 M500/5, .0 1.05 1.01 1.09 1 .01 Corte diluido al 20% 1 2 3 4 B500/4.0 0.98 0. 98 1. 03 0. 98 B500/5.0 1.14 1. 09 1. 16 1. 09 C500/ .0 1.02 1. 00 1. 05 1. 00 C500/5.0 1.02 1. 00 1. 05 0. 99 M500/4.0 0.91 0. 87 0. 93 0. 89 M500/5.0 0.99 0. 95 1. 01 0. 96 Tinta fluida B Al inicio de impresión de tinta lista 1 2 3 4 B500/4.0 1.06 1.03 1.06 1.04 B500/5.0 1.21 1.18 1.21 1.18 C500/4.0 1.11 1.09 1.11 1.07 C500/5.0 1.09 1.08 1.11 0.94 M500/ .0 1.02 0.98 1.00 0.98 M500/5.0 1.11 1.07 1.13 1.06 Corte diluido al 10% 1 2 3 4 B500/4.0 1.00 1.00 1.07 1.01 B500/5.0 1.17 1.13 1.18 1.13 C500/4.0 1.05 1.03 1.07 1.02 C500/5.0 1.01 0.99 1.04 1.00 M500/4. O 0.96 0. , 96 1.02 0. 94 M500/5. O 1.07 1. .04 1.11 1. 03 Corte diluido al 20% 1 2 3 4 B500/4. 0 0.95 0.95 0.99 0.92 B500/5. 0 1.09 1..06 1.11 1.05 C500/4. 0 0.96 0.96 1.00 0.94 C500/5. 0 0.94 0.92 0.96 0.93 M500/4. 0 0.90 0.88 0.95 0.88 M500/5. 0 1.00 0.97 1.05 0.98 Todos los datos anteriores se expresan en las Gráficas siguientes y/o se promedian y después grafican (ver el encabezado de gráfica por claridad) . Las tablas anteriores, B se define como Negro, C se define como Cian, y M se define como Magenta.

En resumen, la presente invención se dirige a un método para producir un papel substrato impreso, que comprende formar una imagen sobre al menos una superficie de un papel substrato tratado utilizando un proceso de impresión flexo. El papel substrato tratado comprende una composición que comprende fibras ligno celulósicas y una sal de metal divalente soluble en agua. La imagen se forma con una tinta de impresión flexo y la tinta de impresión flexo es una tinta pigmentada. La tinta pigmentada tiene un tamaño de partículas que está en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 15000 mieras. La tinta pigmentada se diluye antes de formar la imagen. La dilución es al menos 1% a aproximadamente 20% con base en la concentración estándar de tinta pigmentada de impresión flexo convencional. El papel substrato tratado exhibe de aproximadamente 4% a aproximadamente 5.5% superior densidad de impresión óptica que un papel substrato no tratado. El. papel substrato tratado impreso con 4.0 en volumen de anilox exhibe cuando menos una reducción del 5% en densidad óptica contra un papel substrato no tratado y después el papel substrato tratado exhibe sustancialmente superior higroexpansividad en la dirección CD cuando se compara con el papel substrato no tratado. La sal de metal divalente soluble en agua es una sal de cloruro de calcio y la composición además comprende un almidón en donde la composición y el almidón cooperan para formar una estructura de viga en I. El papel substrato se trata en la prensa de apresto.

La presente invención también se dirige a un método para producir un papel substrato impreso, que comprende formar una imagen sobre al menos una superficie de papel substrato impreso utilizando un proceso de impresión flexo. El papel substrato comprende una composición de apresto que tiene fibras ligno celulósicas y una sal de metal divalente soluble en agua, para formar un papel substrato tratado en donde la composición de apresto contiene de 1 a 3 por ciento en peso de la sal de metal divalente, con base en el peso total de los sólidos en la composición.

La presente invención además se dirige a un método para mejorar la calidad de impresión de un substrato de papel de impresión flexo, que comprende impresión flexo de una imagen en un substrato de papel tratado. El substrato tratado comprende una composición que comprende fibras ligno celulósicas y una sal de metal divalente soluble en agua, para formar la imagen que tiene una calidad de impresión mejorada. La calidad de impresión mejorada es al menos 5% a aproximadamente 10% mayor que una calidad de impresión de un substrato impreso sin la composición como se mide con tintas de impresión flexo negra, cían o magenta, de acuerdo con el método TAPPI T-1213 sp 03. La densidad óptica para cada una de las tintas de impresión flexo negra, cian o magenta es desde al menos 0.5 a 1.5.

Diversas modificaciones y variaciones pueden diseñarse dadas las modalidades anteriormente descritas de la invención. Se pretende que todas las modalidades y modificaciones y sus variaciones se incluyan dentro del alcance de la invención como se define en las siguientes reivindicaciones .

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un método para producir un substrato de papel impreso, caracterizado porque comprende: formar una imagen sobre al menos una superficie de un :papel substrato tratado utilizando un proceso de impresión flexo, en donde el papel substrato tratado comprende una composición que comprende fibras ligno celulósicas y una sal de metal divalente soluble en agua .

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la imagen se forma con una tinta de impresión flexo.

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la tinta de impresión flexo es una tinta pigmentada.

4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la tinta pigmentada tiene un tamaño de partículas en el intervalo de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 15000 mieras.

5. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la tinta pigmentada se diluye antes de formar la imagen.

6. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la dilución es al menos 1% a aproximadamente 20%, con base en la concentración estándar de tinta pigmentada de impresión flexo convencional.

7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el papel substrato tratado exhibe de aproximadamente 4% a aproximadamente 5.5% superior densidad de impresión óptica que un substrato de papel no tratado.

8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el papel substrato tratado impreso con 4.0 en volumen de anilox, exhibe cuando menos 5% de reducción en densidad óptica contra un papel substrato no tratado.

9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el papel substrato tratado exhibe sustancxalmente superior higroexpansividad en la dirección CD cuando se compara con el papel substrato no tratado.

10. El método de conformidad con la reivindicación I, caracterizado porque la sal de metal divalente soluble en agua es una sal de calcio o magnesio.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la sal de metal divalente soluble en agua es una sal de calcio.

12. El método de conformidad con la reivindicación II, caracterizado porque la sal de metal divalente soluble en agua es una sal de cloruro de calcio.

13. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la composición además comprende un almidón .

14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la composición y el almidón cooperan para formar una estructura de viga en I.

15. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el papel substrato se trata en la prensa de apresto.

16. Un método para producir un papel substrato impreso, caracterizado porque comprende: formar una imagen sobre al menos una superficie del papel substrato impreso utilizando un proceso de impresión flexo, en donde el papel substrato que comprende una composición de apresto con fibras ligno celulósicas y una sal de metal divalente soluble en agua, para formar un papel substrato tratado en donde la composición de apresto contiene de l a 3 por ciento en peso de la sal de metal divalente, con base en el peso total de los sólidos en la composición.

17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la imagen se imprime en una prensa en linea flexográfica con seis cubiertas de impresión, utilizando dos tintas flexográficas diferentes.

18. El método de conformidad con la reivindicación- 17, caracterizado porque cada una de las imágenes en cada substrato de papel impreso se mide seis veces y se promedia.

19. Un método para mejorar la calidad de impresión de un substrato de papel de impresión flexo, caracterizado porque comprende: impresión flexo de una imagen en un substrato de papel tratado, en donde el substrato tratado comprende una composición que comprende fibras ligno celulósicas y una sal de metal divalente soluble en agua, para formar la imagen que tiene una calidad de impresión mejorada, la calidad de impresión mejorada es al menos 5% a aproximadamente 10% mayor que una calidad de impresión de un substrato impreso sin la composición como se mide con tintas de impresión flexo negra, cian o magenta, de acuerdo con el método TAPPI T-1213 sp 03.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque una densidad óptica para cada una de las tintas de impresión flexo negra, cian o magenta es desde al menos 0.5 a 1.5.